Железы внутренней секреции – специализированные органы, не имеющие выводных протоков и выделяющие секрет в кровь, церебральную жидкость, лимфу через межклеточные щели.

Эндокринные железы отличаются сложной морфологической структурой с хорошим кровоснабжением, расположены в различных частях организма. Особенностью сосудов, питающих железы, является их высокая проницаемость, что способствует легкому проникновению гормонов в межклеточные щели, и наоборот. Железы богаты рецепторами, иннервируются вегетативной нервной системой.

Различают две группы эндокринных желез:

1) осуществляющие внешнюю и внутреннюю секрецию со смешанной функцией, (т. е. это половые железы, поджелудочная железа);

2) осуществляющие только внутреннюю секрецию.

Эндокринные клетки также присутствуют в некоторых органах и тканях (почках, сердечной мышце, вегетативных ганглиях, образуя диффузную эндокринную систему).

Общей функцией для всех желез является выработка гормонов.

Эндокринная функция – сложноорганизованная система, состоящая из ряда взаимосвязанных и тонко сбалансированных компонентов. Эта система специфична и включает в себя:

1) синтез и секрецию гормонов;

2) транспорт гормонов в кровь;

3) метаболизм гормонов и их экскрецию;

4) взаимодействие гормона с тканями;

5) процессы регуляции функций железы.

Гормоны – химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых количествах значительным физиологическим эффектом.

Гормоны транспортируются кровью к органам и тканям, при этом лишь небольшая их часть циркулирует в свободном активном виде. Основная часть находится в крови в связанной форме в виде обратимых комплексов с белками плазмы крови и форменными элементами. Эти две формы находятся в равновесии друг с другом, причем равновесие в состоянии покоя значительно сдвинуто в сторону обратимых комплексов. Их концентрация составляет 80 %, а иногда и более от суммарной концентрации данного гормона в крови. Образование комплекса гормонов с белками – спонтанный, неферментативный, обратимый процесс. Компоненты комплекса связаны между собой нековалентными, слабыми связями.

Гормоны, не связанные с транспортными белками крови, имеют прямой доступ к клеткам и тканям. Параллельно протекают два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическое расщепление гормонов. Метаболическая инактивация важна в поддержании гормонального гомеостаза. Гормональный катаболизм – механизм регуляции активности гормона в организме.

По химической природе гормоны разделены на три группы:

1) стероиды;

2) полипептиды и белки с наличием углеводного компонента и без него;

3) аминокислоты и их производные.

Для всех гормонов характерен относительно небольшой период полужизни – около 30 мин. Гормоны должны постоянно синтезироваться и секретироваться, действовать быстро и с большой скоростью инактивироваться. Только в этом случае они могут эффективно работать в качестве регуляторов.

Физиологическая роль желез внутренней секреции связана с их влиянием на механизмы регуляции и интеграции, адаптации, поддержания постоянства внутренней среды организма.

Выделяют три основных свойства гормонов:

1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, расположены далеко от места его образования);

2) строгую специфичность действия (ответные реакции на действие гормона строго специфичны и не могут быть вызваны другими биологически активными агентами);

3) высокую биологическая активность (гормоны вырабатываются железами в малых количествах, эффективны в очень небольших концентрациях, небольшая часть гормонов циркулирует в крови в свободном активном состоянии).

Действие гормона на функции организма осуществляется двумя основными механизмами: через нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани.

Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию или сигнал в определенное место – клетку-мишень, которая имеет высокоспециализированный белковый рецептор, с которым связывается гормон.

По механизму воздействия клеток с гормонами гормоны делятся на два типа.

Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) – гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).

Второй тип – плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора, их характерная особенность – быстровозникающие ответы.

В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат локализован внутри клетки), мембранный (контактный) – на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы – особые участки мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства , такие как:

1) высокое сродство к определенному гормону;

2) избирательность;

3) ограниченная емкость к гормону;

4) специфичность локализации в ткани.

Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.

Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и освобождения медиаторов внутри клетки.

Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:

1) образование комплекса «гормон-рецептор» на поверхности мембраны;

2) активацию мембранной аденилциклазы;

3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;

4) образование комплекса «цАМФ-рецептор»;

5) активацию каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;

6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.

Действие гормона может осуществляться и более сложным путем при участии нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы стенок кровеносных сосудов). Это начало рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах центральной нервной системы.

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

1) метаболическое воздействие – влияние на обмен веществ;

2) морфогенетическое воздействие – стимуляция образования, дифференциации, роста и метаморфозы;

3) пусковое воздействие – влияние на деятельность эффекторов;

4) корригирующее воздействие – изменение интенсивности деятельности органов или всего организма.

Биосинтез гормонов – цепь биохимический реакций, которые формируют структуру гормональной молекулы. Эти реакции протекают спонтанно и генетически закреплены в соответствующих эндокринных клетках. Генетический контроль осуществляется либо на уровне образования мРНК (матричной РНК) самого гормона или его предшественников (если гормон – полипептид), либо на уровне образования мРНК белков ферментов, которые контролируют различные этапы образования гормона (если он – микромолекула).

В зависимости от природы синтезируемого гормона существуют два типа генетического контроля гормонального биогенеза:

1) прямой (синтез в полисомах предшественников большинства белково-пептидных гормонов), схема биосинтеза: «гены – мРНК – прогормоны – гормоны»;

2) опосредованный (внерибосомальный синтез стероидов, производных аминокислот и небольших пептидов), схема:

«гены – (мРНК) – ферменты – гормон».

На стадии превращения прогормона в гормон прямого синтеза часто подключается второй тип контроля.

Секреция гормонов – процесс освобождения гормонов из эндокринных клеток в межклеточные щели с дальнейшим их поступлением в кровь, лимфу. Секреция гормона строго специфична для каждой эндокринной железы. Секреторный процесс осуществляется как в покое, так и в условиях стимуляции. Секреция гормона происходит импульсивно, отдельными дискретными порциями. Импульсивный характер гормональной секреции объясняется циклическим характером процессов биосинтеза, депонирования и транспорта гормона.

Секреция и биосинтез гормонов тесно взаимосвязаны друг с другом. Эта связь зависит от химической природы гормона и особенностей механизма секреции. Выделяют три механизма секреции:

1) освобождение из клеточных секреторных гранул (секреция катехоламинов и белково-пептидных гормонов);

2) освобождение из белоксвязанной формы (секреция тропных гормонов);

3) относительно свободная диффузия через клеточные мембраны (секреция стероидов).

Степень связи синтеза и секреции гормонов возрастает от первого типа к третьему.

Гормоны, поступая в кровь, транспортируются к органам и тканям. Связанный с белками плазмы и форменными элементами гормон аккумулируется в кровяном русле, временно выключается из круга биологического действия и метаболических превращений. Неактивный гормон легко активируется и получает доступ к клеткам и тканям. Параллельно идут два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическая инактивация.

В процессе обмена гормоны изменяются функционально и структурно. Подавляющая часть гормонов метаболизируется, и лишь незначительная их часть (0,5-10 %) выводятся в неизмененном виде. Метаболическая инактивация наиболее интенсивно протекает в печени, тонком кишечнике и почках. Продукты гормонального метаболизма активно выводятся с мочой и желчью, желчные компоненты окончательно выводятся каловыми массами через кишечник. Небольшая часть гормональных метаболитов выводится с потом и слюной.

Все процессы, происходящие в организме, имеют специфические механизмы регуляции. Один из уровней регуляции – внутриклеточный, действующий на уровне клетки. Как и многие многоступенчатые биохимические реакции, процессы деятельности эндокринных желез в той или иной степени саморегулируются по принципу обратной связи. Согласно этому принципу предыдущая стадия цепи реакций либо тормозит, либо усиливает последующие. Этот механизм регуляции имеет узкие пределы и в состоянии обеспечить мало изменяющийся начальный уровень деятельности желез.

Первостепенную роль в механизме регуляции имеет межклеточный системный механизм контроля, который ставит функциональную активность желез в зависимость от состояния всего организма. Системный механизм регуляции обусловливает главную физиологическую роль желез внутренней секреции – приведение в соответствие уровня и соотношения обменных процессов с потребностями всего организма.

Нарушение процессов регуляции приводит к патологии функций желез и всего организма в целом.

Регуляторные механизмы могут быть стимулирующими (облегчающими) и тормозящими.

Ведущее место в регуляции эндокринных желез принадлежит центральной нервной системе. Существует несколько механизмов регуляции:

1) нервный. Прямые нервные влияния играют определяющую роль в работе иннервируемых органов (мозгового слоя надпочечников, нейроэндокринных зон гипоталамуса и эпифиза);

2) нейроэндокринный, связанный с деятельностью гипофиза и гипоталамуса.

В гипоталамусе происходит трансформация нервного импульса в специфический эндокринный процесс, приводящий к синтезу гормона и его выделению в особых зонах нервно-сосудистого контакта. Выделяют два типа нейроэндокринных реакций:

а) образование и секрецию релизинг-факторов – главных регуляторов секреции гормонов гипофиза (гормоны образуются в мелкоклеточных ядрах подбугровой области, поступают в область срединного возвышения, где накапливаются и проникают в систему портальной циркуляции аденогипофиза и регулируют их функции);

б) образование нейрогипофизарных гормонов (гормоны сами образуются в крупноклеточных ядрах переднего гипоталамуса, спускаются в заднюю долю, где депонируются, оттуда поступают в общую систему циркуляции и действуют на периферические органы);

3) эндокринный (непосредственное влияние одних гормонов на биосинтез и секрецию других (тропные гормоны передней доли гипофиза, инсулин, соматостатин));

4) нейроэндокринный гуморальный. Осуществляется негормональными метаболитами, оказывающие регулирующее действие на железы (глюкозой, аминокислотами, ионами калия, натрия, простагландинами).

Все железы внутренней секреции в целостном организме находятся в постоянном взаимодействии. Гормоны гипофиза регулируют работу щитовидной железы, поджелудочной, надпочечников, половых желез. Гормоны половых желез воздействуют на работу зобной железы, а гормоны зобной - на половые железы и т.д.

Взаимодействие проявляется и в том, что реакция того или иного органа нередко осуществляется только при последовательно воздействии ряда гормонов. Таковы. например, циклические изменения слизистой оболочки матки: каждый из гормонов может вызвать направленные изменения слизистой только в том случае, если предварительно она подвергалась воздействию какого-то другого определенного гормона. Железы внутренней секреции регулируют работу друг друга по принципу обратной связи. При этом если гормон какой-то железы усиливает работу другой железы, то последняя оказывает на первую тормозное действие, а это приводит к уменьшению возбуждающего влияния первой железы на вторую.

Действие различных гормонов желез может быть как синергичным, т.е. однонаправленным, так и антагонистичным, т.е. противоположно направленным. Противоположно действуют на углеводный обмен гормон надпочечников адреналин и гормон поджелудочной железы инсулин. Гормон щитовидной железы и адреналин действуют, наоборот, как синергисты. Взаимодействие может осуществляться и посредством нервной системы. Гормоны одних желез воздействуют на нервные центры, а импульсы, идущие от нервных центров, меняют характер деятельности других желез.

Нервная и гуморальная регуляция функций.

Существование организма в окружающей его внешней среде, так же как и его ответные реакции на самые разнообразные раздражения, обеспечиваются очень тонкой координацией деятельности нервной системы и желез внутренней секреции. Каждый орган, каждая система организма находится под воздействием нервных и гуморальных факторов.

К гуморальным факторам регуляции относят самые разнообразные вещества, находящиеся в крови и способные влиять на функцию различных органов. Так, в результате обменных процессов в тканях постоянно образуются биологические активные вещества (углекислота, гистамин, серотонин и др.), которые с кровью разносятся по организму и оказывают воздействия на все чувствительные к ним органы. К гуморальным факторам регуляции относятся и гормоны. Железы внутренней секреции, пересаженные в другой участок организма и лишенные всех нервных связей, продолжают функционировать. Однако это не означает, что и в естественных условиях они работают независимо от нервной системы. Нервная система может усилить или затормозить работу любой железы. Когда железа перестает получать импульсы от нервной системы, она теряет способность менять свою деятельность в соответствии с изменениями, происходящими во внешней и внутренней среде организма. До настоящего времени не во всех деталях выявлен механизм взаимодействия нервной системы и эндокринных желез. Но один из путей их взаимовлияния известен довольно хорошо. Имеется множество морфологических и физиологических доказательств наличия тесной связи между подбугровой областью - гипоталамусом и гипофизом. Гипоталамус связан афферентными путями с корой головного мозга, зрительными буграми, со средним мозгом, с подкорковыми ядрами, ядрами ретикулярной формации. Не менее многочисленны эфферентные пути гипоталамуса, по которым импульсы от него идут ко всем отделам центральной нервной системы.

В гипоталамусе есть клетки, которые чувствительны к изменениям состава крови - хеморецепторы - и к изменению осмотического давления - осморецепторы . Таким образом, гипоталамус, благодаря многочисленным нервным связям и наличию рецепторных клеток, является очень чувствительным образованием, чутко реагирующим на изменения внутренней и внешней среды организма. Гипоталамус примечателен еще и тем, что многие его клетки обладают способностью к нейросекреции , т.е. в них образуются биологически активные вещества - нейрогормоны .

Нейросекреторные клетки гипоталамуса имеют тело и отростки, число которых может быть различным. Секрет, который содержит гормоны полипептидной природы, собирается в канальцах эндоплазматической сети, оттуда он поступает в аппарат Гольджи и оформляется в виде секреторных гранул. Сформировавшиеся гранулы поступают в аксоны клеток, по которым перемещаются со скоростью 3 мм в сутки до их окончаний, где и накапливаются. За время перемещения по аксону происходит их окончательное созревание. Непосредственно перед выделением гормона гранулы теряют свою плотность и превращаются в пузырьки, очень напоминающие везикулы пресинаптических нервных окончаний. Отростки нейросекреторных клеток формируют гипоталамо-гипофизарный тракт - ножку гипофиза , по которой нейрогормоны поступают в гипофиз, изменяя активность его клеток. Нейрогормоны, воздействующие на переднюю долю гипофиза, называют релизинг-факторами.

Таким образом, гипоталамус улавливает самые разнообразные раздражения из внешней и внутренней среды организма и секреторная активность его нейронов изменяется. Под влиянием нейросекретов гипоталамуса меняется секреция гормонов гипофизом, что вызывает через другие эндокринные железы изменения всех функций организма.

Гормоны участвуют не только в конечном звене рефлекторной реакции, они могут служить причиной возникновения разнообразных рефлексов. Если изолировать от общего кровотока участок кровеносного сосуда, сохранив его нервные связи, и ввести в этот участок инсулин, то последний, раздражая рецепторы, рефлекторно вызывает снижение кровяного давления. Таким образом, гормоны могут изменить характер рефлекторной реакции путем воздействия на любое из звеньев рефлекторной дуги.

Некоторые медиаторы нервной системы по своей структуре сходны с теми или иными гормонами. Так, медиатором действия симпатической нервной системы является норадреналин - вещество той же природы, что и гормон адреналин, выделяемый надпочечниками. Действует ли на клетку адреналин, образовавшийся в надпочечниках, или норадреналин, выделившийся в окончаниях симпатического нерва, результат воздействия один и тот же: в мышечных волокнах сердца, сосудов возникает деполяризация постсинаптической мембраны, вследствие изменения ее проницаемости. Следовательно, в ряде случаев нервная система и гуморальные факторы оказывают свое регулирующее воздействие посредством одного и того же механизма. Сейчас доказано, что медиаторы возбуждения появляются еще в донервной стадии развития организма и влияют на формообразовательные процессы, выполняя функцию локальных гормонов.

Наряду со сходством имеется ряд отличий в нервной и гуморальной регуляции функций. Нервная система осуществляет быстрые непродолжительные реакции, гормоны действуют более медленно. Нервные импульсы всегда имеют точную "станцию назначения", гормоны влияют на многие чувствительные к нему органы. При этом реакция органа зависит не только от свойство гормона, но и от свойств воспринимающего органа. Так, например, структура гормона щитовидной железы оказывается одинаковой у животных, стоящих на разных ступенях эволюционного развития, но вызываемые им эффекты различны. В процессе эволюции произошло усложнение воспринимающих образований и реакция на тот же самый гормон оказалась иной.

Основной принцип гомеостаза в эндокринной системе выражается в сохранении равновесия между напряжением секреторной активности данной железы внутренней секреции и концентрацией ее гормона (гормонов), находящегося в циркуляции . Так, при повышении потребности в определенном гормоне периферических тканей сразу же усиливается выделение его из клеток и соответственно активизируется его синтез.

Эндокринные органы принято делить на две группы: гипоталамо-гипофизарный комплекс, который считается центром эндокринной системы, и периферические железы, к которым относятся все остальные эндокринные железы. Подобное деление основывается на том, что в гипоталамусе и в передней доле гипофиза вырабатываются нейрогормоны и тропные (или кринотропные) гормоны, которые активируют секрецию ряда периферических эндокринных желез.

Удаление гипофиза приводит к резкому снижению функции этих желез и даже к атрофии их паренхимы. С другой стороны, гормоны периферических (зависимых) эндокринных желез оказывают угнетающее (ингибирующее) действие на продукцию и секрецию гонадотропных гормонов. Таким образом, взаимоотношения между гипоталамо-гипофизарной системой и периферическими эндокринными железами являются реципрокными и имеют характер обратных отрицательных связей или «плюс - минус взаимодействия» по М. М. Завадовскому.

Так, если периферическая эндокринная железа секретирует и выделяет чрезмерное количество гормона, то в передней доле гипофиза уменьшаются продукция и секреция соответствующего тропного гормона. Это приводит к снижению возбуждения периферической эндокринной железы и восстановлению эндокринного равновесия организма. Если, наоборот, происходит ослабление продукции и секреции гормона (гормонов) периферической эндокринной железы, то взаимоотношения проявляются в обратном направлении.

Важно подчеркнуть, что такие же взаимопротивоположные отношения выявляются между аденогипофизом и . Тропные гормоны аденогипофиза способны оказывать угнетающее влияние на секрецию рилизинг-гормонов. В течение ряда лет подобные взаимоотношения между эндокринными железами считали универсальными для всех желез. Однако дальнейшие исследования показали ошибочность подобного представления.

Во-первых, было установлено , что не все эндокринные железы следует относить к группе «зависимых» от передней доли гипофиза; к ним относятся лишь щитовидная железа, гонады и глюкокортикоидная функция надпочечников; другие эндокринные железы следует считать «независимыми» от передней доли гипофиза, в известной степени автономными. Однако последнее определение является условным, так как эти железы (как и другие), безусловно, зависимы от организма в целом и в первую очередь, от прямых нервных импульсов.

Во-вторых, принцип «плюс - минус взаимодействия » не является универсальным. Имеются убедительные данные о возможности прямого воздействия (положительная обратная связь) функции одной железы на другую. Так, эстрогены обладают способностью вызывать выделение ЛГ . Это воздействие может быть также результатом изменения эффектов, вызываемых в организме гормонами желез, независимых от гипофиза. Например, кора надпочечников может оказывать влияние на поджелудочную железу благодаря тому, что ее гормоны участвуют в контролировании углеводного обмена в организме.

Теория «плюс - минус взаимодействия » не является всеобщей еще и потому, что она искусственно изолирует эндокринные железы от целостного организма; между тем всякая реакция вызывает сдвиги и в других функциях и системах организма.

Работай эндокринные железы сами по себе, без высшего управления, они бы вскоре начали сбоить, как могут разладиться часы в доме без надзора человека, который их каждый день заводит и сверяет время. Поэтому мы говорим, что работа желез регулируется гипоталамо-гипофизарной системой , которая являет пример сложной нейрогуморальной регуляции . В системе этой гипоталамус - маленький, но чрезвычайно важный отдел мозга - контролирует выделение гормонов гипофиза и таким образом выступает главным связующим звеном между двумя системами: нервной и эндокринной. Гипоталамус, продуцируя несколько групп гормонов и нейропептидов, управляет также терморегуляцией и половым поведением. Если вам ночью не спится и одновременно страшно тянет к холодильнику, - это тоже действие гипоталамуса, который регулирует голод и жажду, а также время сна и бодрствования (так называемые циркадные ритмы).

Два вида регуляции имеют существенные различия. Нервная регуляция - быстрая, кратковременная, локальная, более молодая в эволюционном отношении. Гуморальная регуляция - медленная (кроме действия адреналина, который «фонтаном» вбрасывается в кровь при стрессе), длительная, обширная, более древняя. Она могла появиться у колониальных организмов без нервной системы, напррмер, у вольвокса, так как у них внутри имеется тканевая жидкость (не кровь), связующая клетки. Рассмотрим эти регуляции более подробно.

Нервная регуляция

Как мы уже поняли, главное действующее лицо здесь - гипоталамус . Он содержит нейросекреторные клетки - специфические нервные клетки, которые в возбужденном состоянии продуцируют гормоны, а также шлют нервные импульсы. Как именно идет этот процесс?

1. Гипоталамус «мониторит» состав крови, выявляет уровень содержания в ней гормонов, отмечает изменения их концентрации.

2. После этого он начинает «руководить» - посылает приказы гипофизу в виде гормонов, нервных импульсов.

3. Гипоталамус выделят рилизинг-гормоны в переднюю долю гипофиза - в аденогипофиз. К этой группе гормонов относятся так называемые освободители (либерины) и ограничители (статины) - они либо активизируют, либо тормозят производство тропных гормонов гипофиза.

4. В заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз) гипоталамус отсылает пару незаменимых гормонов - вазопрессин с окситоцином. Первый, называемый также антидиуретическим, значительно сужает сосуды почек, поэтому мочи образуется меньше. При этом возрастает обратное всасывание почками воды и повышается давление. Окситоцин производит стимуляцию гладких мышцх матки (его искусственно вводят при недостаточной родовой деятельности) и миоэпителия молочных желез.

Эндокринная регуляция

После того как поработал «нервный» гипоталамус, начинает работать система гуморальной регуляции : от гипофиза распоряжения поступают в железы и клетки. Как мы уже понимаем, гипофиз вырабатывает следующую по нисходящей категорию гормонов - тропные . Секреция их в кровь идет по принципу обратной связи, или автоматической саморегуляции. Если в крови мало некоего гормона, гипофиз выделяет гормон, повышающий активность определенной железы, подталкивающий ее к немедленному выделению этого гормона. Если гормона много в крови, гипофиз перестает выделять тропный гормон. Какие гормоны относятся к тропным и за какие функции они отвечают?

1. Соматотропин - регулирует рост костей в длину, ускоряет обмена веществ. Для развивающегося организма соматотропин имеет огромное значение. При его недостатке рост останавливается, у человека, родившегося с нормальными параметрами, развивается карликовость и он на всю жизнь остается маленьким. А вот при его избытке диагностируется гигантизм , рост может «рвануть» с огромной скоростью. Самым высоким человеком в мире сейчас считается Султан Кесен, он вырос до 251 сантиметра. Но абсолютный зафиксированный рекорд принадлежит американскому великану Роберту Уодлоу, имевшему рост 272 сантиметра. Еще одно отклонение, при повышенной выработке соматотропина развивающееся у взрослых людей, - акромегалия , при которой непропорционально увеличиваются кости стоп, кистей, лицевой части черепа, огромным становятся нос, подбородок, язык, голос грубеет, увеличивается объем сердца.

2. Тиреотропин отвечает за сбалансированную деятельность щитовидной железы, активизирует производство тироксина.

3. Адренокортикотропные гормоны руководят работой надпочечников, а именно их мозгового слоя.

4. Фолликулостимулирующий гормон ответственен за своевременное созревание фолликулов яичников, влияя таким образом на синтез женских половых гормонов; у мужчин он помогает правильному развитию семенников и сперматогенезу.

5. Гонадотропин воздействует на половые железы и стимулирует секрецию ими половых гормонов.

6. Пролактин - активизирует работу молочной железы. Он начинает вырабатываться после родов, причем старт выработке гормона дает, в том числе, сам младенец - он сосет грудь, а сигнал от раздражения рецепторов отправляется в гипоталамус.

Физиология внутренней секреции — раздел , который изучает закономерности синтеза, секреции, транспорта физиологически активных веществ и механизмы их действия на организм.

Либерины и статины

Регуляция секреции гипофизарных гормонов

Тройные гормоны (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, ЛТГ)

Регуляция деятельности щитовидной, половых желез и надпочечников

Гормон роста

Регуляция роста организма, стимуляция белкового синтеза

Вазопрессин (антидиуретический гормон)

Влияет на интенсивность мочевыделения,регулируя количество выделяемой организмом воды

Тиреоидные (йодосодержащие) гормоны — тироксин и др.

Повышают интенсивность энергетического обмена и роста организма, стимуляция рефлексов

Кальцитонин

Контролирует обмен кальция в организме, "сберегая" его в костях

Паратгормон

Регулирует концентрацию в крови кальция

Поджелудочная железа (островки Лангерганса)

Снижение уровня глюкозы в крови, стимуляция печени на превращение глюкозы в гликоген для запасания, ускорение транспорта глюкозы в клетки (кроме нервных клеток)

Глюкагон

Повышение уровня глюкозы в крови, стимулирует быстрое расщепление гликогена до глюкозы в печени и превращение белков и жиров в глюкозу

Мозговой спой:

• Адреналин
• Норадреналин

Повышение уровня глюкозы в крови (поступление из печени дня покрытия энергетических затрат); стимуляция сердцебиения, ускорение дыхания и повышение кровяного давления

Корковый слой

• Глюкокортикоиды (кортизон)

Одновременное повышение глюкозы в крови и синтеза гликогена в печени влияют 10 жировой и белковый обмен (расцепление белков) Устойчивость к стрессу, противовоспалительное действие

• Альдостерон

Увеличение натрия в крови, задержка жидкости в организме, увеличение кровяного давления

Половые железы

Эстрогены /женские половые гормоны), андрогены (мужские половые

Обеспечивают половую функцию организма, развитие вторичных половых признаков

Свойства, классификация, синтез и транспорт гормонов

Гормоны — вещества, выделяемые специализированными эндокринными клетками желез внутренней секреции в кровь и оказывающие специфическое действие на ткани-мишени. Тканями-мишенями называются ткани, обладающие очень высокой чувствительностью к определенным гормонам. Например, для тестостерона (мужского полового гормона) органом-мишенью являются семенники, а для окситоцина — миоэпителий молочных желез и гладкие мышцы матки.

Гормоны могут оказывать несколько эффектов на организм:

• метаболический эффект , проявляющийся в изменении активности синтеза ферментов в клетке и в повышении проницаемости мембран клеток для данного гормона. При этом изменяется метаболизм в тканях и органах-мишенях;
• морфогенетичеекий эффект , заключающийся в стимуляции роста, дифференцировки и метаморфоза организма. В этом случае происходят изменения в организме на генетическом уровне;
• кинетический эффект заключается в активации определенной деятельности исполнительных органов;
• коррегирующий эффект проявляется изменением интенсивности функций органов и тканей даже в отсутствие гормона;
• реактогенный эффект связан с изменением реактивности ткани к действию других гормонов.

Таблица. Характеристика гормональных эффектов

Существует несколько вариантов классификации гормонов. По химической природе гормоны подразделяются на три группы: полипептидные и белковые, стероидные и производные аминокислоты тирозина.

По функциональному значению гормоны также подразделяют на три группы:

• эффекторные, действующие непосредственно на органы-мишени;
• тропные, которые вырабатываются в гипофизе и стимулируют синтез и выделение эффекторных гормонов;
• регулирующие синтез тропных гормонов (либерины и статины), которые выделяются нейросекреторными клетками гипоталамуса.

Гормоны, имеющие различную химическую природу, обладают общими биологическими свойствами: дистантностью действия, высокой специфичностью и биологической активностью.

Стероидные гормоны и производные аминокислот не обладают видовой специфичностью и оказывают одинаковое действие на животных разных видов. Белковые и пептидные гормоны обладают видовой специфичностью.

Белково-пептидные гормоны синтезируются в рибосомах эндокринной клетки. Синтезированный гормон окружается мембранами и выходит в виде везикулы к плазматической мембране. По мере продвижения везикулы гормон в ней «дозревает». После слияния с плазматической мембраной везикула разрывается и гормон выделяется в окружающую среду (экзоцитоз). В среднем период от начала синтеза гормонов до их появления в местах секреции составляет 1-3 ч. Белковые гормоны хорошо растворимы в крови и не требуют специальных переносчиков. Они разрушаются в крови и тканях с участием специфических ферментов — протеиназ. Полупериод их жизни в крови составляет не более 10-20 мин.

Стероидные гормоны синтезируются из холестерина. Полупериод их жизни находится в пределах 0,5-2 ч. Для этих гормонов имеются специальные переносчики.

Катехоламины синтезируются из аминокислоты тирозина. Полупериод их жизни очень короткий и не превышает 1-3 мин.

Кровь, лимфа и межклеточная жидкость транспортируют гормоны в свободном и связанном виде. В свободном виде переносится 10% гормона; в связанном с белками крови — 70-80% и в адсорбированном на форменных элементах крови — 5-10% гормона.

Активность связанных форм гормонов очень низкая, так как они не могут взаимодействовать со специфическими для них рецепторами на клетках и тканях. Высокой активностью обладают гормоны, находящиеся в свободном виде.

Разрушаются гормоны под влиянием ферментов в печени, почках, в тканях-мишенях и самих эндокринных железах. Выводятся гормоны из организма через почки, потовые и слюнные железы, а также желудочно-кишечный тракт.

Регуляция деятельности желез внутренней секреции

В регуляции деятельности желез внутренней секреции принимают участие нервная и гуморальная системы.

Гуморальная регуляция — регуляция при помощи различных классов физиологически активных веществ.

Гормональная регуляция — часть гуморальной регуляции, включающая регуляторные эффекты классических гормонов.

Нервная регуляция осуществляется в основном через и выделяемые им нейрогормоны. Нервные волокна, иннервирующие железы, влияют только на их кровоснабжение. Поэтому секреторная активность клеток может изменяться только под влиянием определенных метаболитов и гормонов.

Гуморальная регуляция осуществляется посредством нескольких механизмов. Во-первых, прямое влияние на клетки железы может оказывать концентрация определенного вещества, уровень которого регулируется данным гормоном. Например, секреция гормона инсулина увеличивается при повышении в крови концентрации глюкозы. Во-вторых, деятельность одной железы внутренней секреции могут регулировать другие железы внутренней секреции.

Рис. Единство нервной и гуморальной регуляции

В связи с тем что основная часть нервных и гуморальных путей регуляции сходится на уровне гипоталамуса, в организме образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. И основные связи между нервной и эндокринной системами регуляции осуществляются посредством взаимодействия гипоталамуса и гипофиза. Нервные импульсы, поступающие в гипоталамус, активируют секрецию рилизинг-факторов (либеринов и статинов). Органом-мишенью для либеринов и статинов является передняя доля гипофиза. Каждый из либеринов взаимодействует с определенной популяцией клеток аденогипофиза и вызывает в них синтез соответствующих гормонов. Статины оказывают на гипофиз противоположное действие, т.е. подавляют синтез определенных гормонов.

Таблица. Сравнительная характеристика нервной и гормональной регуляции

Примечание. Оба вида регуляции взаимосвязаны и влияют друг на друга, образуя единый скоординированный механизм нервно-гуморальной регуляции при ведущей роли нервной системы

Рис. Взаимодействие желез внутренней секреции и нервной системы

Взаимосвязи в эндокринной системе могут происходить и по принципу «плюс-минус взаимодействия». Этот принцип впервые был предложен М. Завадовским. Согласно этому принципу, железа, продуцирующая гормон в избыточном количестве, оказывает тормозящее действие на его дальнейшее выделение. И наоборот, недостаток определенного гормона способствует усилению его секреции железой. В кибернетике такая связь называется «обратной отрицательной связью». Эта регуляция может осуществляться на разных уровнях с включением длинной или короткой обратной связи. Факторами, подавляющими выделение какого-либо гормона, могут быть концентрация в крови непосредственно гормона или продуктов его метаболизма.

Эндокринные железы взаимодействуют и по типу положительной связи. При этом одна железа стимулирует другую и получает от нее активирующие сигналы. Такие взаимосвязи типа «плюс-плюс взаимодействия» способствуют оптимизации метаболима и быстрому выполнению жизненно важного процесса. При этом, после достижения оптимального результата, для предотвращения гиперфункции желез включается система «минус взаимодействия». Смена таких взаимосвязей систем постоянно происходит в организме животных.

Частная физиология желез внутренней секреции

Гипоталамус

Это центральная структура нервной системы , регулирующая эндокринные функции. расположен в и включает преоптическую область, область перекреста зрительных нервов, воронку и мамиллярные тела. Кроме того, в нем выделяют до 48 парных ядер.

В гипоталамусе существует два типа нейросекреторных клеток. В супрахиазматических и паравентрикулярных ядрах гипоталамуса содержатся нервные клетки, соединяющиеся аксонами с задней долей гипофиза (нейрогипофиз). В клетках этих нейронов синтезируются гормоны: вазопрессин, или антидиуретический гормон, и окситоцин, которые затем по аксонам этих клеток поступают в нейрогипофиз, где и накапливаются.

Клетки второго типа расположены в нейросекреторных ядрах гипоталамуса и имеют короткие аксоны, не выходящие за пределы гипоталамуса.

В клетках этих ядер синтезируются пептиды двух видов: одни стимулируют образование и выделение гормонов аденогипофиза и называются рилизинг-гормонами (или либеринами), другие тормозят образование гормонов аденогипофиза и называются статинами.

К либеринам относятся: тиреолиберин, соматолиберин, люлиберин, пролактолиберин, меланолиберин, кортиколиберин, а к статинам — соматостатин, пролактостатин, меланостатин. Либерины и статины поступают путем аксонного транспорта в срединное возвышение гипоталамуса и выделяются в кровь первичной сети капилляров, образованной разветвлениями верхней гипофизарной артерии. Затем с током крови они поступают во вторичную сеть капилляров, расположенную в аденогипофизе, и влияют на его секреторные клетки. Через эту же капиллярную сеть гормоны аденогипофиза поступают в кровоток и достигают периферических эндокринных желез. Эта особенность кровообращения гипоталамо-гипофизарной области получила название портальной системы.

Гипоталамус и гипофиз объединяются в единую , которая регулирует деятельность периферических желез внутренней секреции.

Секреция тех или иных гормонов гипоталамуса определяется конкретной ситуацией, которая формирует характер прямых и опосредованных влияний на нейросекреторные структуры гипоталамуса.

Гипофиз

Расположен в ямке турецкого седла основной кости и при помощи ножки связан с основанием мозга. состоит из трех долей: передней (аденогипофиз), промежуточной и задней (нейрогипофиз).

Все гормоны передней доли гипофиза представляют собой белковые вещества. Продукция ряда гормонов передней доли гипофиза регулируется с помощью либеринов и статинов.

В аденогипофизе вырабатывается шесть гормонов.

Соматотропный гормон (СТГ, ) стимулирует синтез белка в органах и тканях и регулирует рост молодняка. Под его влиянием усиливается мобилизация жира из депо и использование его в энергетическом обмене. При недостатке гормона роста в детском возрасте происходит задержка роста, и человек вырастает карликом, а при избыточной его продукции развивается гигантизм. Если выработка СТГ усиливается во взрослом состоянии, увеличиваются те части тела, которые еще способны расти, — пальцы рук и ног, кисти, стопы, нос и нижняя челюсть. Это заболевание называется акромегалией. Выделение соматотропного гормона из гипофиза стимулируется соматолиберином, а тормозится соматостатином.

Пролактин (лютеотропный гормон) стимулирует рост молочных желез и в период лактации усиливает секрецию ими молока. В обычных условиях регулирует рост и развитие желтого тела и фолликулов в яичниках. В мужском организме влияет на образование андрогенов и спермиогенез. Стимуляция секреции пролактина осуществляется посредством пролактолиберина, а снижение секреции пролактина — пролактостатином.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) вызывает разрастание пучковой и сетчатой зон коры надпочечников и усиливает синтез их гормонов — глюкокортикоидов и минералокортикоидов. АКТГ также активирует липолиз. Выделение АКТГ из гипофиза стимулирует кортиколиберин. Синтез АКТГ усиливается при болевых ощущениях, стрессовых состояниях, физической нагрузке.

Тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует функцию щитовидной железы и активирует синтез тиреоидных гормонов. Выделение из гипофиза ТТГ регулируется тиреолиберином гипоталамуса, норадреналином, эстрогенами.

Фомикулостимулирующий гормон (ФСГ) стимулирует рост и развитие фолликулов в яичниках и участвует в спермиогенезе у самцов. Относится к гонадотропным гормонам.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ), или лютропин, способствует овуляции фолликулов у самок, поддерживает функционирование желтого тела и нормальное протекание беременности, участвует в спер- миогенезе у самцов. Также является гонадотропным гормоном. Образование и выделение ФСГ и ЛГ из гипофиза стимулирует гонадолиберин.

В средней доле гипофиза образуется меланоцитостимулирующий гормон (МСГ), основной функцией которого является стимуляция синтеза пигмента меланина, а также регуляция размеров и числа пигментных клеток.

В задней доле гипофиза гормоны не синтезируются, а попадают сюда из гипоталамуса. В нейрогипофизе накапливается два гормона: антидиуретическии (АДГ), или вазон рессин, и окситоцин.

Под влиянием АДГ снижается диурез и регулируется питьевое поведение. Вазопрессин увеличивает реабсорбцию воды в дистальных отделах нефрона путем повышения проницаемости для воды стенок дистальных извитых канальцев и собирательных трубок, оказывая тем самым антидиуретическое действие. Путем изменения объема циркулирующей жидкости АДГ регулирует осмотическое давление жидких сред организма. В больших концентрациях он вызывает сокращение артериол, что приводит к повышению артериального давления.

Окситоцин стимулирует сокращение гладких мышц матки и регулирует течение родового акта, а также влияет на выделение молока, усиливая сокращения миоэпителиальных клеток в молочных железах. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина из нейрогипофиза и молокоотдаче. У самцов он обеспечивает рефлекторное сокращение семявыводящих протоков при семяизвержении.

Эпифиз

Простагландин Е1 и особенно простациклин: угнетение адгезии тромбоцитов, предупреждение образования сосудистых тромбов

Простагландин Е2: стимулирование адгезии тромбоцитов

Увеличение кровотока в почках, увеличение выделения мочи и электролитов. Антагонизм с прессорной системой почки

Репродуктивная система

Усиление сокращения матки при беременности. Контрацептивное действие. Стимуляция родов и прерывание беременности. Повышение подвижности сперматозоидов

Центральная нервная система

Раздражение центров терморегуляции, лихорадка, пульсирующая головная боль