физиология эндокринной системы. Физиология эндокринной системы

• Название: Физиология эндокринной системы
• Анкор: физиология эндокринной системы.doc
• Дата: 16.12.2017
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: физиология эндокринной системы.doc
• Тип: Глава; #11774
• страница: 2 из 4

Тропные гормоны гипофиза. Регулируют функции пери­ферических эндокринных желез и клеток, а также неэндокрин­ных клеток.

Тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ) синтези­руется тиреотрофами, является сложным гликопротеином, действует через мембранные 7-ТМС-рецепторы (вторичный посредник цАМФ).

Основные функции ТТГ: тиреоидное действие, которое за­ключается в стимуляции продукции и секреции Т₄ и Т₃ (острый эффект), а также в гипертрофии и гиперплазии щитовидной железы (хронический эффект); внетиреоидное действие, про­являющееся повышением образования гликозаминогликанов в коже и подкожной клетчатке.

Секреция ТТГ находится под двойным контролем: 1) со стороны гипоталамического тиреолиберина (ТРГ, тиреорилизинг-гормона, который стимулирует секрецию); 2) перифери­ческих тиреоидных гормонов (Т₄ и Т₃ тормозят секрецию). Синтез ТТГ угнетается также соматостатином и дофамином, а эстрогены усиливают действие тиреолиберина.

Избыток ТТГ приводит к увеличению размеров щитовид­ной железы (зоб), ее гиперфункции (при достаточном количе­стве йода) с эффектами избытка тиреоидных гормонов (тахи­кардия, повышение основного обмена и температуры тела, пу­чеглазие и др.). Недостаток ТТГ ведет к быстрому или посте­пенному развитию гипотериоза: возникают сонливость, вялость, адинамия, брадикардия и др.

Гонадотропины: ФСГ (фолликулостимулирующий гор­мон, или фоллитропин) и ЛГ (лютеинизирующий гормон, или лютропин) вырабатываются в одних и тех же базофильных клетках (гонадотрофах) аденогипофиза, регулируют у мужчин и женщин активность и развитие половых желез, являются сложными гликопротеинами, действуют через мембранные 7-ТМС-рецепторы (вторичный посредник цАМФ). Во время беременности ФСГ и ЛГ могут вырабатываться в плаценте.

Основные функции гонадотропинов в женском организме: созревание первичного фолликула и увеличение концентрации эстрадиола в крови под влиянием возрастающего уровня ФСГ в течение первых дней менструального цикла: пик ЛГ в сере­дине цикла служит непосредственной причиной разрыва фол­ликула и превращения его в желтое тело. Латентный период со времени пика ЛГ до овуляции составляет от 24 ч до 36. ЛГ является ключевым гормоном стимуляции и образования эстро­генов и прогестерона в яичниках.

Регуляция выделения ФСГ и ЛГ осуществляется гипоталамическим гормоном люлиберином, который стимулирует их выделение, но в первую очередь ФСГ. Увеличение содержания эстрогенов в определенные дни цикла стимулирует выделение ЛГ (положительная обратная связь). Затем совместно дей­ствующие эстрогены и прогестины тормозят выделение люлиберина, ФСГ и ЛГ. У детей тормозит выделение гонадотропинов гормон эпифиза – мелатонин. Пролактин также тормозит выделение ФСГ и ЛГ.

Недостаток ФСГ и ЛГ сопровождается изменениями или прекращением менструального цикла. У кормящих матерей эти изменения цикла могут быть весьма выражены из-за высо­кого уровня пролактина.

Функции гонадотропинов в мужском организме: ФСГ спо­собствует росту яичек, стимулирует клетки Сертоли и спо­собствует формированию в них андрогенсвязывающего белка, а также увеличивает выработку этими клетками полипептида ингибина, который снижает секрецию ФСГ и люлиберина; ЛГ стимулирует созревание и дифференцировку клеток Лейдига, а также синтез и секрецию этими клетками тестостерона; сов­местное действие ФСГ, ЛГ и тестостерона упорядочивает сперматогенез.

Секреция гонадотропинов у мужчин регулируется люлибе­рином (активация), свободным тестостероном (угнетение) и ингибином (угнетение). Тестостерон как ингибитор не акти­вен, но в клетках аденогипофиза и нейронах гипоталамуса он превращается в дигидротестостерон или эстрадиол, которые и тормозят выделение гонадотропинов и люлиберина.

Адренокортикотропный гормон (кортикотропин, АКТГ) синтезируется кортикотрофами аденогипофиза. явля­ется пептидом (состоит из 39 аминокислотных остатков, пер­вые 13 из которых полностью повторяют структуру α-МСГ), действует через мембранные 7-ТМС-рецепторы (вторичный посредник цАМФ), период полураспада – до 10 мин.

Физиологические эффекты АКТГ подразделяют на надпочечниковые и вненадпочечниковые. Так. АКТГ стимулирует рост и развитие пучковой и сетчатой зон в коре надпочечников, а также синтез и выделение гормонов: глюкокортикоидов (кортизола и кортикостерона из пучковой зоны) и в меньшей степени половых (в основном андрогенов из сетчатой зоны). В незначительной степени АКТГ также стимулирует выделе­ние альдостерона из клубочковой зоны коры надпочечников. Вненадпочечниковое влияние АКТГ – это непосредственное действие гормона на неэндокринные органы: а) липолитическое – на жировую ткань; б) повышение секреции инсулина и гормона роста; в) развитие гипогликемии из-за стимуляции секреции инсулина; г) усиление пигментации кожи вследствие увеличения образования меланина.

Секреция АКТГ регулируется тремя основными механиз­мами. Во-первых, эндогенным ритмом выделения кортиколиберина гипоталамусом (максимум утром – 6 – 8 ч, минимум ночью – 22 – 23 ч). Во-вторых, стрессорным выделением кортиколиберина при действии на организм сильных раздражите­лей (холод, боль, физическая нагрузка и др.). В-третьих, меха­низмом отрицательной обратной связи. Гормон перифериче­ской эндокринной железы кортизол тормозит выделение тропного гормона гипофиза АКТГ и гипофизуправляющего гормона гипоталамуса кортиколиберина.

Избыток АКТГ отмечается в норме при беременности, а так­же при первичной или вторичной (после удаления надпочечни­ков) гиперфункции кортикотрофов гипофиза и проявляется ги­перпигментацией кожи. Дефицит АКТГ ведет к недостаточности секреции глюкокортикоидов из коры надпочечников, что сопро­вождается выраженными метаболическими нарушениями и снижением устойчивости организма к влияниям среды.

Вместе с АКТГ из общего предшественника (проопиомеланокортина) образуются α- и β-МСГ, а также β и γ-липотропины. Липотропины активируют липолиз. Кроме того, из них об­разуются эндогенные морфиноподобные пептиды эндорфины и энкефалины. Эти пептиды являются важными компонентами антиноцицептивной (противоболевой) системы мозга.

3.4. Щитовидная железа
Щитовидная железа – это типичный эндокринный ор­ган эпителиального происхождения. У взрослого человека она состоит из двух долей, соединенных перешейком, и располагается на шее кпереди и книзу от хрящей гортани. Ее масса со­ставляет 15 – 25 г. Фиброзные перегородки делят железу на псевдодольки, которые в свою очередь состоят из замкнутых железистых пузырьков (фолликулов, ацинусов), окруженных сетью капилляров. Стенки фолликула образованы эпители­альными фолликулярными клетками кубической формы. Нор­мальная функция этих клеток заключается в синтезе белка тиреоглобулина и секреции активных йодсодержащих тиреоидных гормонов – 3,5,3',5'-тетрайод-L-тиронина (L-тироксина, Т₄) и 3,5,3'-трийод-L-тиронина (Т₃). Просвет фолликула заполнен белковым материалом – коллоидом, который содер­жит специфический для щитовидной железы белок тиреоглобулин, ответственный за синтез и накопление Т₄ и Т₃. В щи­товидной железе имеется и другая популяция клеток – парафолликулярных К-клеток. Они служат источником кальцийрегулирующего гормона кальцитонина. Щитовидная железа обильно кровоснабжается (до 5 мл крови на 1 г), занимая по этому показателю первое место в организме, и густо иннервируется сетью нервных симпатических и парасимпатических волокон.

Динамика тиреоидных гормонов. Динамика тиреоидных гормонов подразумевает комплекс процессов синтеза гормо­нов (Т₄ и Т₃), их транспортировки, действия на клетки-мишени, метаболизма в периферических тканях, а также совокуп­ность регуляторных механизмов, определяющих нормальное обеспечение тканей тиреоидными гормонами.

Структура, синтез и секреция, транспортировка и механизм действия гормонов. По своей структуре Т₄ и Т₃ являются йодированными производными аминокислоты L-тирозина. Синтез Т₄ и Т₃ зависит от поступления в фолликуляр­ные клетки щитовидной железы достаточного количества йода.

Йодирование структур свежесинтезированного тиреоглобулина с образованием моно- и дийодтирозинов происходит на границе между клет­кой и коллоидом. Конденсация йодтирозинов с образованием Т₄и Т₃ про­исходит внутри тиреоглобулина, большая часть которого хранится в кол­лоиде фолликулов, выполняя роль запасной формы (на 2 – 3 месяца) тиреоидных гормонов или «прогормона». Секреция активных форм гормонов происходит в результате пиноцитоза фолликулярного коллоида с последующим гидролизом тиреоглобулина в фаголизосомах и выделе­нием свободных йодтиронинов Т₄ и T₃ в кровь.

Ежесуточно секретируется около 300 мкг тиреоидных гор­монов. Фолликулярные клетки щитовидной железы являются единственным источником эндогенного Т₄. В отличие от этого 80% Т₃ образуется во внетиреоидных тканях путем дейодизации Т₄. Активность Т₃ в 4 – 10 раз выше, а содержание в крови значительно ниже, чем тироксина.

В крови оба гормона почти полностью связаны (Т₄ – на 99,97% и Т₃ – на 99,70%) с белками плазмы из группы альфа-глобулинов (Т₄- или Т₃-связывающий глобулин) и альбуминов (Т₄-связывающий преальбумин и альбумин). Поэтому период их полураспада составляет сутки для Т₃ и неделю для Т₄. Ткани ис­пользуют только свободный, не связанный с белками, гормон.

Метаболизм тиреоидных гормонов сводится к последовательному удалению каждого атома йода (монодейодированию) в клетках-мишенях (при этом из Т₄ может образовываться как активный Т₃, так и неактив­ный реверсивный – 3,3',5'-трийод-L-тиронин), конъюгированию с глюкуроновой кислотой или сульфатом в печени и экскреции с желчью (с целью предотвращения чрезмерного насыщения крови Т_4и Т₃).

Механизмы действия тиреоидных гормонов обусловлены их влияни­ем на внутриклеточные (ядерные и цитоплазматические) рецепторы ядра (изменяя экспрессию генома), митохондрий (влияя на окислительный об­мен) и других органелл (рибосом, эндоплазматической сети, цитоскелета, сократительных элементов), а также, по-видимому, и на мембранные рецепторы плазматической мембраны (для регуляции потока субстратов и катионов в клетку и из нее).

Роль тиреоидных гормонов. Они влияют на рост и со­зревание тканей, общие энергозатраты и кругооборот практи­чески всех субстратов (белков, липидов, углеводов, нуклеино­вых кислот), витаминов и гормонов, включая и сами тиреоидные гормоны. Выделяют метаболические и физиологические эффекты тиреоидных гормонов.

Метаболические эффекты: 1) усиление поглощения кисло­рода тканями с активацией окислительных процессов и увели­чением основного обмена; 2) стимуляция синтеза белка (ана­болическое действие); 3) усиление окисления жирных кислот и снижение их уровня в крови; 4) гипергликемия за счет активации гликогенолиза в печени.

Физиологические эффекты: 1) обеспечение нормальных процессов роста, развития и дифференцирования клеток, тка­ней и органов, в том числе ЦНС (миелинизация нервных воло­кон, дифференцирование нейронов), а также процессов физиологической регенерации тканей; 2) активация симпатических влияний (тахикардия, потливость, сужение сосудов и т.д.); 3) повышение теплообразования и температуры тела; 4) повы­шение возбудимости ЦНС и активации психических процес­сов; 5) поддержание нормальной половой жизни и репродук­тивной функции (способствуют синтезу ГР, ФСГ и ЛГ); 6) раз­витие мышечной системы, увеличение силы и скорости мы­шечных сокращений.

Образование и секреция тиреоидных гормонов. Ре­гулируется гуморальными и нервными механизмами. Гумо­ральные механизмы. 1) ТТГ (тиреотропный гормон) гипофиза стимулирует продукцию и секрецию Т₃ и Т₄, а также рост фол­ликулярной ткани щитовидной железы. Секреция ТТГ усили­вается тиреолиберином гипоталамуса. Секреция ТТГ угнета­ется высоким уровнем Т₄ в крови; 2) концентрация йодида в крови и в щитовидной железе влияет на синтез гормонов (ма­лые концентрации йодида стимулируют, а большие – тормозят гормонопоэз). Минимальная суточная потребность в йоде со­ставляет около 80 мкг, оптимальная – в два раза больше. При недостатке йода может развиться эндемический зоб из-за нехватки Т₄ и усиления действия ТТГ на паренхиму щитовидной железы. Нервные механизмы регуляции активности щито­видной железы осуществляются как через автономную нерв­ную систему (АНС), так и через выделение нейрогормона тиреолиберина мелкоклеточными нейронами гипоталамуса. Установлено, что стимуляция симпатического отдела АНС приводит к повышению, а возбуждение парасимпатического отдела АНС – к торможению гормонообразовательной функ­ции фолликулярных клеток щитовидной железы.

Проявления нарушений эндокринной функции щи­товидной железы. При повышении функциональной актив­ности щитовидной железы и избыточной продукции тиреоид­ных гормонов возникает состояние гипертиреоза, или тирео­токсикоза. Оно проявляется усилением основного обмена (ги­перметаболизмом) и температуры тела; повышением тонуса симпатического отдела АНС (тахикардия, потливость, непере­носимость тепла и др.); уменьшением массы тела, несмотря на сохраненный или повышенный аппетит; повышением возбуди­мости, эмоциональной лабильностью; бессонницей. Недоста­точная продукция тиреоидных гормонов приводит к развитию гипотиреоза, главной особенностью которого является сниже­ние метаболизма. Тяжелый гипотиреоз обозначают термином «микседема» – слизистый отек. Он происходит из-за накоп­ления мукополисахаридов в базальных слоях кожи под влияни­ем ТТГ и задержки воды, что приводит к одутловатости лица и тестообразной консистенции кожи, а также к повышению мас­сы тела, несмотря на снижение аппетита. У больных микседемой отмечается психическая и двигательная заторможенность, сонливость, зябкость, снижение интеллекта (тупое выражение лица) и активности симпатического отдела АНС и др. Гипоти­реоз в детском возрасте может привести к кретинизму – физи­ческому (малый рост, нарушение пропорций тела), половому и умственному недоразвитию.

Эндокринная функция парафолликулярных К-клеток щитовидной железы. Парафолликулярные К-клетки щито­видной железы синтезируют гормон кальцитонин.

Кальцитонин (тиреокальцитонин) – пептид, состоя­щий из 32 аминокислотных остатков, транспортируется в сво­бодной форме, действует на 1-ТМС- и 7-ТМС-мембранные рецепторы (посредники цГМФ и цАМФ) клеток-мишеней. Может синтезироваться в тимусе, легких, ЦНС.

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

В регуляции секреции кальцитонина ведущую роль играет уровень Са²⁺ в крови, который в норме составляет 2,25 – 2,75ммоль/л (9 – 11 мг %). Гиперкальциемия (увеличение Са²⁺ в крови) вызывает активную секрецию кальцитонина. Медиатор симпатического отдела АНС норадреналин через β-адренорецепторы повышает, а через α-адренорецепторы – понижает секрецию кальцитонина.
3.5. Паращитовидные железы
Паращитовидные (паратиреоидные, или околощито­видные, железы) имеют форму овальных телец и массу от 0,05 до 0,3 г. Их расположение и число индивидуальны. У большинства людей имеется четыре паращитовидные железы (две верхние и две нижние), которые располагаются в рыхлой клетчатке между пищеводом и щитовидной железой. Основным гормоном является паратирин (паратиреоидный гормон (ПТГ), или паратгормон). ПТГ относится к кальцийрегулирующим гор­монам.

Структура, транспорт, механизм действия гормо­на. ПТГ – пептид, состоящий из 84 аминокислотных остатков. Транспортируется в свободной форме, период полураспада – до 20 мин, действует на клетки мишени через 7-ТМС-мембранные рецепторы (внутриклеточный посредник – цАМФ).

Физиологическое назначение ПТГ. ПТГ повышает содер­жание Са²⁺ в крови за счет специфического действия на костную ткань, почки и кишечник. Действие гормона на костную ткань за­висит от его концентрации: физиологические концентрации уси­ливают процессы новообразования и минерализации кости, вы­сокие — дают катаболический (остеолитический) эффект. В поч­ках ПТГ усиливает выделение фосфатов в проксимальных канальцах нефрона (вызывая фосфатурию) и увеличивает в дистальных канальцах реабсорбцию Са²⁺, а также стимулирует синтез активной формы витамина D₃[ l,25(OH)₂D₃] – гормона кальцитриола. На кишечник ПТГ действует через кальцитриол, усиливая всасывание Са²⁺ и фосфатов. Таким образом, ПТГ ре­гулирует уровень С²⁺ по трем основным механизмам: 1) умень­шение экскреции Са²⁺ с мочой; 2) усиление поглощения Са²⁺ из кишечника; 3) при недостаточности первых двух факторов – ускорение метаболического разрушения костной ткани.

Регуляция секреции ПТГ. Осуществляется по механизму обратной связи уровнем ионизированного Са²⁺ крови. Гипокальциемия (уменьшение Са²⁺ в крови) и симпатические вли­яния через β-адренорецепторы стимулируют продукцию ПТГ. Гиперкальциемия и гормон почек кальцитриол (активная фор­ма витамина D₃) подавляют секрецию ПТГ.

Проявления нарушения функции паращитовидных желез. Избыточная продукция ПТГ у человека приводит к ре­зорбции и деминерализации костей, что сопровождается тяже­лыми переломами позвоночника или головки бедренной кости; гиперкальциемией и отложением камней в почках; мышечной слабостью. Недостаточное выделение или отсутствие ПТГ (на­пример, после удаления паращитовидных желез) вызывает гипокальциемию и резкое повышение нервно-мышечной возбу­димости вплоть до развития судорожных приступов (тетании) и гибели организма.

3.6. Шишковидная железа
Эпифиз, или шишковидная железа, – непарная срав­нительно мало изученная эндокринная железа нейроглиального происхождения, расположенная в каудальной части III же­лудочка головного мозга в борозде между передними бугорка­ми четверохолмия. Иногда она имеет форму сосновой шишки (отсюда ее название – шишковидная железа), чаще бывает округлой формы. Масса железы у новорожденных 8 мг, у детей с 10 – 14 лет и у взрослых – 120 мг. Особенностями крово­снабжения эпифиза являются большая скорость кровотока и отсутствие гематоэнцефалического барьера. Иннервируется эпифиз симпатическими нервами, идущими от верхних шейных ганглиев.

Эндокрннную функцию выполняют пинеалоциты, которые могут синтезировать и секретировать в кровь и ликвор гормон мелатонин. Предполагают, что пинеалоциты могут синтезировать гормоны и иной (например, пептидной) структуры.

Структура, транспорт, механизм действия мелатонина. Мелатонин является производным аминокислоты триптофана (триптофан → 5-гидрокситриптофан → 5-гидрокситриптамин (серотонин)/ → ацетилсеротонин → мелато­нин), транспортируется в свободной форме, период полурас­пада – 2 – 5 мин, действует через 7-ТМС-мембранные рецепторы и систему внутриклеточных посредников. Кроме пинеалоцитов эпифиза мелатонин активно синтезируется в эндокринных клетках (апудоцитах) желудочно-кишечного тракта и других клетках, секреция которых на 90% определяет его содержание в общей циркуляции.

Основные физиологические эффекты мелатонина: 1) обеспечивает регуляцию биоритмов эндокринных функций и метаболизма для приспособления организма к разным усло­виям освещенности; 2) ингибирует синтез и секрецию люлиберина гипоталамуса и гонадотропинов (ФСГ и ЛГ), а также мо­дулирует секрецию других гормонов аденогипофиза; 3) акти­вирует гуморальный и клеточный иммунитет; 4) обладает противоопухолевой активностью и является радиопротектором; 5) оказывает диуретическое действие на почки; 6) является ан­тагонистом МСГ и изменяет (осветляет) окраску кожи и чешуи у земноводных и рыб (отсюда название гормона – мелатонин). У человека на пигментацию кожи он не влияет.

Синтез и секреция мелатонина в шишковидной же­лезе. Подчинены четкому околосуточному (циркадному) ритму и зависят от уровня освещенности. Основной путь регуляции секреции мелатонина начинается от

сетчатки глаза, восприни­мающей уровень освещенности. Информация о нем передает­ся по проводящим путям к нейронам среднего и промежуточ­ного мозга и от них – к преганглионарным симпатическим нейронам спинного мозга и ганглионарным нейронам верхних шейных ганглиев симпатических стволов, формирующих шишковидный нерв. Снижение освещенности повышает выде­ление из симпатических окончаний медиатора норадреналина, который через β-адренорецепторы стимулирует синтез и сек­рецию мелатонина.
3.7. Физиология надпочечников
Надпочечники – парные эндокринные железы, располо­женные у верхних полюсов почек и состоящие из двух разных по эмбриональному происхождению тканей: коркового (про­изводное мезодермы) и мозгового (производное эктодермы) вещества. Каждый надпочечник имеет массу в среднем 4 – 5 г. В железистых эпителиальных клетках коры надпочечников вырабатывается более 50 различных стероидных соединений (стероидов). В мозговом веществе, называемом также хромаффинной тканью, синтезируются катехоламины: адреналин и норадреналин. Надпочечники обильно кровоснабжаются и имеют развитую нервную сеть, начинающуюся от солнечного и надпочечникового сплетений. В них имеется воротная система сосудов. Первая сеть капилляров располагается в коре надпо­чечников, а вторая – в мозговом веществе (кортизол контро­лирует синтез в хромаффинных клетках фермента фенилэтаноламин-N-метилтрансеразы, необходимого для образования адреналина из норадреналина).