Эндокринная система.

Эндокринная система.

К эндокринной системе относят железы, не имеющие выводных протоков, но выделяющие во внутреннюю среду организма физиологически активные вещества – гормоны, стимулирующие или ослабляющие функции клеток, тканей и органов.

Таким образом, эндокринные железы наряду с нервной системой и под ее контролем обеспечивают единство и целостность организма, формируя его гуморальную регуляцию.

Понятие «внутренняя секреция» было впервые введено Клодом Бернаром в 1855 году. Термин «Гормон» был предложен английскими физиологами Бейлисом и Старлингом в 1905 году для секретина, вещества, образующегося в слизистой оболочке 12-перстной кишки под влиянием соляной кислоты желудка. Секретин, поступая в кровь, стимулирует отделение сока поджелудочной железой.

Высокодифференцированные клетки, ткани и органы человека нуждаются в координации их деятельности, без чего организм не может существовать как единое целое. Регуляция физиологических функций организма осуществляется при помощи нервной и гуморальной систем посредством гормонов – биологически активных веществ дистантного действия, вырабатываемых железами внутренней секреции.

Эндокринная система организма – совокупность эндокринных желез (железы внутренней секреции) и их гормонов.

Железы внешней секреции выделяют образующиеся в них вещества через выводные протоки или в полость органов тела, или во внешнюю среду (слюнные, желудочные, потовые, сальные железы).

Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков и выделяют гормоны прямо в кровь (гипофиз, надпочечники, щитовидная, поджелудочная железа, половые железы и др.)

Поджелудочная железа и половые железы – железы смешанного типа, т.к. выполняют одновременно как внешнесекреторную, так и внутрисекреторную функцию.

Железы внутренней секреции делят на:

1. Центральные железы (гипоталамус, гипофиз, эпифиз).

2. Периферические железы:

· Гипофиз-зависимые железы: щитовидная железа, половые железы, корковое вещество надпочечников.

· Гипофиз-независимые железы: паращитовидная железа, поджелудочная железа, вилочковая железа (тимус), мозговое вещество надпочечников.

Ничтожные количества гормонов оказывают мощное воздействие на деятельность определенных «органов – мишеней» и их систем. Каждый из гормонов оказывает определенное воздействие на жизненные процессы, происходящие в организме, и играет важную роль в регуляции обмена веществ. Гормоны могут изменять интенсивность обмена веществ, влияют на рост и дифференцировку тканей, определяют наступление полового созревания, развитие, адаптацию организма и др.

Свойствами гормонов являются:

· Специфичность: образование специальными клетками эндокринных желез, определенная химическая структура и выполняемая функция;

· Высокая биологическая активность;

· Выработка в чрезвычайно малых концентрациях (10^-6 – 10^-11 М/л);

· Поступление в кровь, дистантное действие;

· Специфическое влияние на строго определенный тип обменных процессов или на определенную группу клеток;

· Отсутствие видовой специфичности;

· Быстрое разрушение.

По химической природе различают 3 группы гормонов:

· Аминокислоты и их производные (тироксин, адреналин);

· Белки и полипептиды (инсулин, гормоны передней доли гипофиза);

· Стероиды (половые гормоны и гормоны коры надпочечников).

Влияние гормонов на клетки осуществляется разными путями и молекулярными механизмами.

Белково-пептидные гормоны и адреналин действуют на клетки, связываясь с белками – рецепторами на их поверхности и изменяя активность находящихся в мембранах ферментов, а как следствие, интенсивность внутриклеточных процессов (запуская через посредников, например, цАМФ, каскад внутриклеточных реакций, идущий с многократным усилением гормонального сигнала).

Стероидные гормоны и тироксин, хорошо растворимые в липидной мембране, непосредственно проникают в клетку, затем клеточное ядро и активируют определенные гены, ответственные за синтез необходимых в данном функциональном состоянии для клетки белков, ферментов. Синтез мРНК и следующий за этим синтез ферментов изменяют интенсивность или направленность обменных процессов.

По биологическим функциям можно выделить следующие группы гормонов:

· Регулирующие обмен углеводов, жиров, аминокислот (инсулин, адреналин, кортизол);

· Регулирующие водно-солевой обмен (минералокортикоиды, вазопрессин);

· Регулирующие обмен кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин);

· Регулирующие репродуктивную функцию (половые гормоны: эстрадиол, прогестерон, тестостерон);

· Регулирующие функции эндокринных желез (гормоны гипофиза, релизинг-факторы гипоталамуса).

Кроме гормонов дистантного действия, существуют гормоны местного действия (гормоны ЖКТ, гистамин, простагландины и многие другие), регулирующие обмен веществ в тех органах, где сами синтезируются.

1. Поджелудочная железа содержит островки эндокринной ткани, которые секретируют гормоны инсулин, глюкагон, соматостатин, регулирующие уровень глюкозы в крови.

Инсулин вырабатывается В-клетками островков Лангерганса. Повышение концентрации инсулина ведет к увеличению потребления глюкозы клетками тканей и отложению в печени и мышцах гликогена, снижению концентрации глюкозы в крови. Недостаточность эндокринной функции поджелудочной железы нарушает использование глюкозы тканями, повышает ее уровень в крови и ведет к развитию заболевания – «сахарного диабета». Углеводный обмен восстанавливается при введении в организм инсулина.

Глюкагон – гормон, вырабатываемый А- клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, действует прямо противоположно инсулину. Он необходим для расщепления гликогена до глюкозы. Секреция этого гормона приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

Липокаин – стимулирует образование лецитина и окисление жирных кислот в печени;

Ваготонин – повышает активность нейронов блуждающего нерва;

Центропнеин – стимулирует нейроны дыхательного центра и расширяет бронхи.

Соматостатин – ингибирует глюкагон и действует подобно инсулину.

2. Надпочечники – парные железы, расположенные над верхней частью почек в брюшной полости, состоят из двух слоев – мозгового и коркового.

Мозговое вещество надпочечников образует гормоны адреналин и норадреналин. Они повышают артериальное давление, расширяют зрачки, усиливают и учащают ритм сердечных сокращений, регулируют углеводный обмен (усиливают превращение гликогена печени в глюкозу и увеличивают содержание глюкозы в крови), ускоряют свертывание крови. Секреция адреналина усиливается при напряженной мышечной или умственной работе, эмоциональном стрессе.

Кора надпочечников вырабатывает ряд гормонов – кортикостероидов.

Минералокортикоиды (альдостерон) регулируют обмен натрия, калия, а также секрецию канальцами почки протонов водорода.

Глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизон) – оказывают влияние на углеводный и белковый обмен, обладают противовоспалительным действием, в связи с чем их синтетические производные широко применяются в медицине.

Половые гормоны

Развитие и функцию коры надпочечников регулирует адренокортикотропный гормон гипофиза.

3. Щитовидная железа расположена на передней стороне шеи, поверх щитовидного хряща гортани. Щитовидная железа состоит из небольших пузырьков (фолликулов), образованных эпителиальной тканью. Пузырьки оплетены сетью кровеносных капилляров, куда проникают гормоны, вырабатываемые в эпителиальных клетках. В состав гормонов входит йод, который щитовидная железа извлекает из крови. Гормоны щитовидной железы – тироксин, трийодтиронин усиливают обмен веществ в организме, регулируют рост и развитие.

Тироксин участвует в регуляции энергетического обмена, синтеза белка, роста и развития. При увеличении выделения этого гормона (гипертиреоз) повышается температура тела, человек худеет, несмотря на то, что потребляет большое количество пищи. У него повышается артериальное давление, появляются мышечная дрожь, слабость, усиливается нервная возбудимость. Базедова болезнь вызывается избыточной деятельностью щитовидной железы, которая часто увеличивается в объеме и выступает на шее в виде зоба. Это заболевание лечат хирургическим путем – удаляют часть железы или применяют препараты, подавляющие синтез тироксина.

При недостаточной деятельности щитовидной железы (гипотиреоз) возникает микседема – заболевание, которое характеризуется понижением обмена веществ, падением температуры тела, замедлением пульса, вялостью движений. Масса тела увеличивается, кожа становится сухой, отечной. Причиной этого заболевания может быть или недостаточная активность самой железы, или недостаток йода в пище. В последнем случае йодная недостаточность компенсируется путем увеличения самой железы, вследствие чего развивается зоб. Если недостаточность функции железы проявляется в детском возрасте, то развивается болезнь – кретинизм (так как тироксин оказывает существенное влияние на формирование ЦНС). Проявляется в слабоумии, задержке физического развития.

В щитовидной железе есть клетки, образующие еще один гормон – кальцитонин, регулирующий обмен кальция и фосфора. Депонирует кальций в кости.

4. Паращитовидные железы располагаются на задней поверхность щитовидной железы. Они вырабатывают паратгормон, регулирующий концентрацию кальция в крови. Падение содержания кальция в крови приводит к усилению секреции паращитовидных желез, что способствует выделению в кровь кальция из костей. Этот гормон обусловливает всасывание кальция в кишечнике, высвобождение его из костей и обратное всасывание из первичной мочи в почечных канальцах. Удаление или поражение паращитовидных желез ведет к спазмам мышц, судорогам, что объясняется снижением концентрации кальция в крови.

5. Вилочковая железа, или тимус (зобная железа) располагается загрудинно, в верхнем отделе средостения. В тимусе образуются Т-лимфоциты, осуществляющие реакции клеточного иммунитета и регулирующие функцию В-лимфоцитов, вырабатывающих антитела. В нем вырабатываются также гормоны (тимозины и тимопоэтины), модулирующие иммунные и ростовые процессы.

Лимфоцитстимулирующий гормон (ЛСГ) – стимулирует лимфопоэз и развитие лимфоидной ткани;

тимозин – предотвращает синдром истощения, стимулирует реакции клеточного иммунитета, обладает противоопухолевым эффектом;

тимин – ингибирует передачу в нервно-мышечных синапсах, является стимулятором иммунных процессов;

тимостерин – стимулирует продукцию антител, обладает противоопухолевым действием; гипокальциемический фактор – понижает уровень кальция и фосфата в костной ткани, вызывает их изменения в сыворотке крови.

6. Половые железы образуют половые гормоны. В мужских половых железах – семенниках – образуются мужские половые гормоны – андрогены (тестостерон), определяющие развитие и созревание половых органов, сперматозоидов, вторичных половых признаков, характерных для мужского организма (волосяной покров на лице – борода, усы, развитый скелет и мускулатура, низкий голос), полового поведения.

В женских половых органах – яичниках вырабатываются женские половые гормоны – эстрогены (эстрадиол, прогестерон), определяющие развитие и созревание половых органов, яйцеклеток, влияющих на формирование вторичных половых признаков, характерных для женского организма (отсутствие волосяного покрова на лице, более тонкие, чем у мужчин, кости, отложение жира под кожей, развитые молочные железы, высокий голос), полового поведения.

Выделяемые половыми железами гормоны имеются в крови каждого человека, но содержание женских половых гормонов у женщин выше, чем у мужчин.

7. Гипофиз – нижний мозговой придаток, расположенный под основанием головного мозга образует и выделяет в кровь тропные гормоны. Значение гипофиза в жизнедеятельности организма очень велико, так как он контролирует функции многих периферических желез внутренней секреции (регулирует выброс соответствующих гормонов периферических желез внутренней секреции). Гипофиз состоит из передней и задней долей.

Передняя доля (аденогипофиз) продуцирует тропные гормоны. Гонадотропные гормоны стимулируют деятельность мужских и женских половых желез:

Фолликулостимулирующий гормон способствует росту фолликул яичника;

Лютеинизирующий гормон усиливает образование половых гормонов и рост половых клеток;

Лютеотропный гормон способствует образованию желтого тела и синтезу прогестерона;

Лактогенный гормон (пролактин) стимулирует выработку молока молочными железами.

Адренокортикотропный гормон АКТГ регулирует деятельность коры надпочечников и выработку ею гормонов. Тиреотропный гормон необходим для функционирования щитовидной железы. Соматотропный гормон, или гормон роста обусловливает рост организма. При недостаточном его образовании в детском возрасте процессы роста замедляются, и человек остается карликом. Во взрослом состоянии изменяется обмен веществ, наблюдается или общее похудание, или ожирение. В случае избыточного поступления в кровь гормона роста в период полового созревания развивается гигантизм. Избыточное выделение этого гормона у взрослых после завершения роста организма ведет к заболеванию, сопровождающемуся увеличением в размерах костей лица, кистей, ступней, разрастанием надбровных дуг (акромегалия). Задняя доля (нейрогипофиз) содержит вазопрессин – гормон, контролирующий обратное всасывание воды из почечных канальцев. Его гипофункция приводит к несахарному мочеизнурению, и окситоцин – гормон, вызывающий сокращение матки в конце беременности и отделению молока при лактации.

8. Эпифиз (шишковидная железа) располагается над третьим желудочком мозга и вырабатывает гормон мелатонин и серотонин, которые регулирует кожную пигментацию, суточные биоритмы и (мелатонин) сдерживает развитие репродуктивной системы до определенного возраста).

В свою очередь выработка гормонов гипофиза контролируется со стороны гипоталамуса, вырабатывающего рилизинг-факторы (либерины – стимулирующие выброс и статины – подавляющие выброс соответствующих тропных гормонов гипофиза). Таким образом, по механизмам прямых и обратных связей осуществляется единая интеграционная регуляция процессов и функций организма.

Гипоталамус – подбугорный отдел промежуточного мозга, является одновременно нервным образованием и эндокринным органом. Располагается сразу над гипофизом и осуществляет трансформацию нервных импульсов в эндокринный процесс. Нейроэндокринные клетки гипоталамуса вырабатывают вазопрессин, окситоцин и рилизинг – факторы. Попадая по аксонам нейросекреторных клеток из гипоталамуса в заднюю долю гипофиза, рилизинг – факторы проникают в кровь и доставляются к передней доле. Гипоталамус – место непосредственного воздействия нервной и эндокринной систем и верховный орган гормональной регуляции ряда эндокринных функций.

Тканевые гормоны (гормоноиды) вырабатывают специализированные клетки, расположенные в органах. Действуют местно, регулируют физиологические и обменные процессы:

- гормоны ЖКТ (секретин, гастрин, холецистокинин)

- гистамин. В области выделения является вазодилататором, увеличивает проницаемость сосудов, вызывает зуд и боль, стимулирует образование желудочного сока. Участвует в развитии воспалительных и аллергических процессов.

- Серотонин – местно действует как вазоконстриктор, снижает проницаемость капилляров, способствует агрегации тромбоцитов. Серотонин и гистамин участвуют в передаче нервных импульсов в ЦНС.

- Кинины: брадикинин уменьшает артериальное давление, расширяет капилляры, увеличивает их проницаемость. Является фактором развития воспалительного процесса, стимулирует сокращение гладких мышц бронхов, кишечника, матки.

- Простагландины – циклические продукты ненасыщенных жирных кислот, содержащих около 20 атомов углерода. Имеют значение в развитии воспалительных и аллергических реакций.

- Кейлоны – низкомолекулярные гликопротеиды, способные блокировать синтез ДНК в клетках и их размножение.