физиология эндокринной системы. Физиология эндокринной системы
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
Женские половые гормоны. К ним относятся эстрогены и гестагены, являющиеся стероидами, производными холестерола. Они транспортируются в свободном и связанном виде, легко проникают в клетки-мишени и действуют на них через внутриклеточные рецепторы. Эстрогены. Представлены: эстрадиолом (30 – 400 пг/мл), эстроном (40 – 160 пг/мл), эстриолом (10-20 пг/мл). Они синтезируются преимущественно в клетках внутреннего слоя соединительной капсулы фолликула (95%). в небольших количествах – в надпочечниках и яичках, а в лютеиновую фазу – в желтом теле, что соответствует второму пику эстрадиола в крови. Выделение эстрогенов в кровь регулируется низкими концентрациями ЛГ в присутствии высоких концентраций ФСГ. Основные физиологические эффекты эстрогенов: 1) развитие репродуктивной системы (первичных половых признаков) у женщин (матки, маточных труб, влагалища); 2) развитие вторичных половых признаков (например, рост протоков молочных желез, пропорций тела (ширина бедер и плеч), рост волос, кожи, формирование высокого тембра голоса, отложение жира). Они определяют также различные психологические и эмоциональные черты, характерные для женщин; 3) стимуляция пролиферативных или преовуляторных изменений эндометрия; 4) регуляция секреции гонадотропинов аденогипофизом. Уменьшают выделение ФСГ (отрицательная обратная связь) и повышают выделение ЛГ (положительная обратная связь) за счет стимуляции чувствительности клеток гипофиза, выделяющих ЛГ, к действию люлиберина гипоталамуса. Выделение же люлиберина стимулируется совместным действием эстрадиола и 17α-дигидропрогестерона. Это приводит к выбросу ЛГ, резкому росту фолликула и его разрыву, формированию желтого тела; 5) влияние на обмен веществ. Задерживают азот, воду, натрий в тканях, поддерживают уровень холестерола в крови на более низком, чем у мужчин, уровне; 6) ускорение срастания эпифизов с метафизами (контроль роста тела у женщин). После начала менструаций эпифизы быстро зарастают и рост тела прекращается. Тормозят активность остеокластов и препятствуют потере Са2+ костью и развитию остеопороза; 7) угнетение сперматогенеза, местное антиандрогенное действие, феминизация (появление вторичных половых признаков, характерных для женщин); 8) подавление лактации и торможение эритропоэза (у женщин эритроцитов меньше, чем у мужчин). Гестагены (прогестины). Представлены двумя основными гормонами – прогестероном и 17α-дигидропрогестероном. В фолликулярную фазу (реовуляторную) содержание прогестерона в крови составляет 300 – 1000 пг/мл, а суточная продукция – 1 – 3 мг. Основным местом его синтеза в этот период является кора надпочечников. 17α-дигидропрогестерон синтезируется активно в фолликулярной ткани, его уровень в крови составляет 100 – 500 пг/мл, перед овуляцией повышается до 2000 пг/мл. В лютеиновую фазу содержание прогестерона в крови увеличивается до 10 000 – 15 000 пг/мл (10 – 15 пг/мл), а суточная продукция составляет 20 – 30 мг/л в сутки. Преимущественно синтезируется в желтом теле, которое образуется в результате реорганизации фолликула после его разрыва. Здесь же в желтом теле начинает активно выделяться и 17α-дигидропрогестерон, уровень которого в крови остается высоким 2500 пг/мл. Основныефизиологическиеэффектыгестагенов:
Регуляция секреции женских половых гормонов.Осуществляется гонадотропинами аденогипофиза. ФСГ стимулирует синтез и выделение эстрогенов, а ЛГ – и эстрогенов и гестагенов. Тормозит секрецию женских половых гормонов, мелатонина. ЦНС участвует в регуляции активности половых желез через гипоталамус и эпифиз, гормоны которых регулируют секрецию ФСГ и ЛГ из аденогипофиза. При изменениях ее функционального состояния, например при сильных эмоциях (испуг), может произойти нарушение или даже прекращение менструального цикла (эмоциональная аменорея). При повышении функциональной активности яичников в детском возрасте наблюдается ранее половое созревание: развиваются молочные железы, формируется телосложение по женскому типу, нередко приходят менструации. При гипофункции яичников у девушек и женщин отсутствуют или слабо развиты вторичные половые признаки, нередко отсутствуют менструации, отмечаются особенности их физического развития (высокорослость, евнухоидные пропорции тела, ожирение). 3.9. Поджелудочная железа Поджелудочная железа (ее масса у взрослого человека – 70 – 80 г) является эпителиальной железой со смешанной функцией. Ацинозная ткань железы вырабатывает пищеварительный поджелудочный сок, который выводится в просвет двенадцатиперстной кишки. Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют клетки эпителиального происхождения, получившие название островков Пирогова – Лангерганса и составляющие 1 – 2% от ее массы. В островках располагаются несколько видов эндокринных клеток: α-клетки, образующие глюкагон (их в среднем около 20%); β-клетки, производящие инсулин (от 65 до 80%); Δ-клетки (от 2 до 8%), синтезирующие соматостатин; РР-клетки (менее 1 %), продуцирующие панкреатический полипептид. Основными гормонами поджелудочной железы, регулирующими обменные процессы, являются инсулин и глюкагон. Инсулин – полипептид, состоящий из 51 аминокислотного остатка. В крови он находится в свободном и связанном с белками плазмы состоянии, а его содержание составляет 16 – 160 мкЕД/мл. Скорость секреции инсулина составляет от 0,5 (в покое, натощак) до 5 ЕД/ч (после приема пищи). Действует через 1-ТМС-мембранные рецепторы в клетках-мишенях инсулинзависимых тканей (печень, мышцы, жировая ткань). Метаболизируется клетками-мишенями, а также в почках, коже, печени. Период полураспада – 30 – 60 мин. Основные метаболические эффекты инсулина. Он является анаболическим гормоном и оказывает множественный эффект на инсулинзависимые ткани. Во-первых, инсулин усиливает транспорт глюкозы в клетки, стимулирует синтез гликогена в печени и мышцах, подавляет глюконеогенез и гли- когенолиз в печени, понижает уровень сахара в крови. Во-вторых, он стимулирует транспорт аминокислот через цитоплазматическую мембрану в клетку и уменьшает распад белка, стимулирует синтез белка в клетках. В-третьих, инсулин стимулирует включение триглицеридов и жирных кислот в жировую ткань, усиливает синтез липидов и подавляет липолиз в адипоцитах. Таким образом, он оказывает общее анаболическое действие на инсулинзависимые ткани (усиление синтеза в них углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот). Регуляция секреции инсулина. Самым мощным стимулятором секреции инсулина является повышение содержания глюкозы в крови (норма в плазме крови – 4,44 – 6,67 мМоль/л, или 80 – 120 мг %). Стимулируют выделение инсулина: глюкагон, гормоны желудочно-кишечного тракта (гастрин, секретин), кортизол, гормон роста, АКТГ. При активации парасимпатического отдела АНС и выделении его медиатора ацетилхолина отмечается увеличение секреции инсулина. Тормозят выделение инсулина: гипогликемия, соматостатин (гормон Д-клеток), активация симпатического отдела АНС. Глюкагон – пептид (состоит из 29 аминокислотных остатков), в крови находится преимущественно в свободном состоянии и его содержание составляет 75 – 150 пг/мл, действует через 7-ТМС-мембранные рецепторы (посредник цАМФ), период полураспада – до 10 мин. Основные метаболические эффекты глюкагона. Он является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. Во-первых, глюкагон повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза и стимуляции глюконеогенеза в печени. Во-вторых, он активирует липолиз и подавляет синтез липидов. В-третьих, глюкагон стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины. Регуляция секреции глюкагона. Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, активации симпатического отдела АНС и под влиянием гормона роста и угнетается при гипергликемии и поддействием соматостатина. Чаще всего нарушения эндокринной функции поджелудочной железы возникают при повреждении β-клеток антителами или вирусами Коксаки. Это ведет к падению уровня инсулина в крови, гипергликемии и развитию заболевания, получившего название "сахарный диабет" или "сахарное мочеизнурение". Клинически это проявляется полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4 – 6 л/сут), выраженной жаждой и повышенным потреблением жидкостей. Гипергликемия возникает вследствие того, что углеводы не могут применяться для нужд энергетики клетками скелетных мышц, печени, жировой ткани, сердца. В этих условиях названные клетки используют для получения энергии липиды и белки, что сопровождается накоплением продуктов неполного окисления жирных кислот – оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоновых тел). Это может сопровождаться появлением характерного запаха при дыхании и/или мочеиспускании, а также развитием ацидоза, диабетической комы, потерей сознания и гибелью организма. На сегодняшний день хорошо известно, что сахарный диабет может быть обусловлен не только поражением β-клеток поджелудочной железы (сахарный диабет I типа, инсулинзависимый, ювенильный, возникающий обычно до 30 лет), но и снижением количества инсулиновых рецепторов в клетках-мишенях (сахарный диабет II типа, ин- сулиннезависимый, или диабет взрослых, возникающий обычно после 40 лет). Избыточное повышение содержания инсулина (например, при лечении сахарного диабета инсулином) ведет к гипогликемии, опасность которой состоит в том, что глюкоза служит основным энергетическим субстратом для мозга. В отсутствие глюкозы нарушается функция мозга, возникают повреждения нейронов и, если дефицит сохраняется достаточно долго, может наступить смерть. 3.10. Вилочковая железа (тимус) Тимус – парный дольчатый орган. Его доли тесно прилегают друг к другу. В каждой из них различают корковый и мозговой слой. Тимус располагается в верхнем отделе переднего средостения. Масса органа при рождении – 10 – 15 г, достигает максимума к началу полового созревания (30 – 40 г), а затем уменьшается (возрастная инволюция). Тимус является центральным органом иммунитета. В тимусе проходит созревание, развитие и дифференцирование Т-лимфоцитов, ответственных за осуществление клеточного иммунитета. Эндокринная функция вилочковой железы. Из ткани тимуса выделено более 20 видов пептидов, обладающих биологической активностью: тимозин, тимопоэтины I и II, тимин и др. Они не только играют большую роль в регуляции развития Т-лимфоцитов и иммунологических, защитных реакций организма, но и вызывают ряд общих регуляторных эффектов. Так, тимозин стимулирует пролиферацию Т-лимфоцитов и увеличивает скорость роста твердых и мягких тканей организма, а тимин замедляет передачу информации в нервно-мышечных синапсах. Вилочковую железу рассматривают как орган интеграции иммунной и эндокринной систем. Регуляция активности вилочковой железы, ее взаимодействие с другими железами. Пролактин и гормон роста аденогипофиза способствуют развитию тимуса и стимулируют выделение гормонов тимуса в кровь. Полагают, что гормоны вилочковой железы стимулируют рост организма в детском возрасте и тормозят развитие половой системы. Клиницистам хорошо известно, что базедовой болезни (гиперфункции щитовидной железы) постоянно сопутствует гиперплазия тимуса. Глюкокортикоиды и половые гормоны вызывают инволюцию тимуса и снижают секрецию его гормонов. Врожденное недоразвитие или отсутствие тимуса характеризуются гиперплазией лимфатических узлов, угнетением клеточного иммунитета и синтеза иммуноглобулинов. Обычно дети с такой патологией не доживают до года. Острая инволюция тимуса и угнетение иммунитета может иметь место при тяжелом стрессе. С гиперфункцией вилочковой железы связывают развитие ряда аутоиммунных заболеваний, в том числе с поражением других эндокринных желез (например, β-клеток поджелудочной железы) и соответственно с их гипофункцией (сахарный диабет). Увеличение вилочковой железы часто имеет место при тиреотоксикозе. У детей оно обычно свидетельствует о надпочечниковой недостаточности глюкокортикоидов. При увеличении тимуса у детей часто возникает так называемый тимико-лимфатический статус, который может проявляться в беспричинной повторяющейся рвоте, изменении дыхания и даже коллапсе (острой сердечно-сосудистой недостаточности и падении давления крови). 3.11. Эндокринные функции неэндокринных клеток В настоящее время установлено, что гормоны могут вырабатываться не только высокоспециализированными эндокринными клетками, но и неспециализирующимися на выполнении этой функции клетками. Например, в печени вырабатываются гормоны (соматомедин С, тромбопоэтин, эритропоэтин) или их предшественники (ангиотензиноген, а также 1(ОН) D3 – предшественник гормона кальцитриола), в почках синтезируются кальцитриол, эритропоэтин, ренин, простагландины и др. Типичные кардиомиоциты предсердий наряду с сократительной функцией вырабатывают и секретируют натрийуретический фактор. Таким образом, можно полагать, что эндокринная функция присуща очень многим (если не всем) клеткам организма. 3.12. Стресс, его механизмы, способы профилактики Учение о стрессе. Это один из ведущих разделов современной физиологии и медицины. По определению Г. Селье (автора теории стресса)стресс – это неспецифическая реакция организма на любое требование извне. Свое представление о стрессе он сформулировал в 1936 г., опубликовав статью в журнале «Природа», и ввел одновременно новые понятия — синдром биологического стресса, общий адаптационный синдром, или синдром, вызываемый разными повреждающими агентами. По мнению Г. Селье и его сторонников, стресс – это врожденный защитный механизм, который давал и дает возможность человеку выжить в неблагоприятных условиях среды, воздействие которых несет угрозу гибели организма. По своей природе стрессовая реакция является психофизиологической. Виды стресса. По длительности включения механизмов защиты выделяют острый (кратковременное включение) и хронический (длительное включение) стресс. Различают физический и эмоциональный (психогенный) стресс. В первом случае имеет место защита от воздействия физических факторов (высокой или низкой температуры, травмы, шума), во втором – от психогенных факторов, вызывающих отрицательные эмоции. Г. Селье в 1974 г. ввел также понятия эустресса и дистресса. Эустресс – хороший, благоприятный стресс, протекающий без потерь для организма. Дистресс – это чрезмерный стресс, защита достигается с ущербом для организма и ослаблением его возможностей (например, угнетение иммунной системы, язвообразование на слизистых оболочках желудка). Стрессоры – это факторы внешней или внутренней среды, которые вызывают реакцию стресса и являются опасными для здоровья и целостности организма. К ним относят: 1) вредные факторы окружающей среды (высокий уровень радиации, загазованность, высокие или низкие температуры и др.); 2) работа в условиях дефицита времени при необходимости ускоренной обработки информации; 3) работа в условиях риска для собственной жизни или жизни других людей; 4) отсутствие цели в жизни; 5) остракизм, групповое давление (нарушение микроклимата в коллективе) и др. Механизмы стресса. В реализации защитных реакций организма, направленных на противодействие повреждающему агенту, участвуют различные механизмы, которые объединены под названием стресс или общий адаптационный синдром. В последние годы эти механизмы получили еще одно, новое название – стрессреализующих систем. Механизмы, которые препятствуют развитию стресс-реакций или снижают их отрицательные эффекты, называются стресслимитирующими системами. В ответной реакции организма на действие стрессора выделяют три стадии – тревоги (боевой тревоги, аларм-реакции), сопротивления (резистентности) и истощения. Стадия тревоги связана с активизацией неспецифических механизмов защиты, стадия сопротивления – с активизацией специфических механизмов, повышением энергетического уровня и общей устойчивости организма к конкретному стрессору, а также другим видам стрессоров (перекрестная устойчивость). Третья стадия – истощения – характеризуется исчерпанием резервов специфических и неспецифических механизмов защиты и развитием заболевания или гибелью организма, если стрессор продолжает действовать. Стрессреализующие системы. Это нервные центры, анализирующие биологическую значимость действующих раздражителей и формирующие эмоциональную реакцию; симпатический отдел АНС; аденогипофиз, мозговой слой и корковое вещество надпочечников. Согласно классическим представлениям о развитии стресса, общность в действии различных по природе стрессоров связана с первой стадией – стадией тревоги. Последовательность вовлечения физиологических механизмов (звеньев) реагирования организма на действие стрессоров такова: 1) обработка информации о стрессоре в ЦНС; оценка ее значимости для жизнедеятельности организма и формирование эмоционального возбуждения (1-е звено). Исходя из этого, стрессор можно определить как фактор, интерпретация которого в мозге выбывает эмоциональную реакцию; 2) сильное эмоциональное возбуждение, активирующее сначала высшие (в гипоталамусе и других структурах головного мозга), а затем и низшие (в стволе мозга и в спинном мозге) вегетативные центры (2-е звено). Активация симпатического отдела АНС повышает энергетические и функциональные возможности нервной и кардиореспираторной систем, скелетных мышц. Одновременное повышение активности парасимпатического отдела АНС обеспечивает высокие возможности восстановительных процессов, направленных на сохранение в организме гомеостаза; 3) если стрессор продолжает действовать, то подключается 3-е звено, получившее название реакции «битвы – бегства». Его центральный орган – мозговое вещество надпочечников, а механизм – выброс адреналина и НА в кровь для усиления эффектов симпатической регуляции вегетативных функций: увеличения силы и частоты сердечных сокращений, улучшения кровоснабжения работающих органов, гипергликемии, активации липолиза и др.; 2-е и 3-е звенья (механизм) развития стресса часто объединяют и называют симпатоадреналовой реакцией (САР); 4) если стрессор продолжает повреждающее воздействие, не компенсируемое активацией САР, то подключается 4-е звено (механизм) защиты. Им является адренокортикальный механизм, или гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось (стрессор → кора больших полушарий →лимбическая система → мелкоклеточные нейроны гипоталамуса и секреция ими кортиколиберина → кортикотрофы аденогипофиза и выделение АКТГ → пучковая зона коры надпочечников и выброс кортизола → защита от стрессора и способствование развитию адаптации). Дополнительно к этому механизму могут подключаться выделение гормона роста из аденогипофиза, а также Т4 и Т3 из фолликулярных клеток щитовидной железы. Цель этих изменений заключается главным образом в защите организма от гиповолемии и гипотонии, а также создании гипергликемии для обеспечения организма (и прежде всего мозга) запасами готовой к использованию глюкозы. Однако срабатывание этих мощных защитных механизмов вызывает появление и ряда отрицательных, нежелательных эффектов, которые называются «ценой адаптации» и проявляются в следующем: гипертрофии и кровоизлияниях в надпочечниках; образовании язв в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта; инволюции тимуса, лимфо- и эозинопении и угнетении иммунитета. Стресслимитирующие системы. В процессе эволюции в организме появились механизмы (стресслимитирующие системы), которые препятствуют развитию побочных (отрицательных) эффектов действия участников стресс-реакции или уменьшают интенсивность их воздействия на клетки-мишени. К стресслимитирующим системам (механизмам) относят ГАМК-ергическую систему головного мозга, парасимпатический отдел АНС, вагоинсулярную систему, систему эндогенных опиатов, простагландиновую систему и др.
Диагностика и профилактика стрессовых состояний. Существуют различные методы, позволяющие объективно оценить степень развития стресса. Прежде всего это методы определения содержания стрессорных гормонов (адреналина, НА, кортизола) в крови и продуктов их метаболизма в моче. Чем выше их содержание в крови и в моче, тем больше выражена степень стрессорных реакций. Широкое применение получают электрофизиологические методы оценки интенсивности стрессовых состояний, например электромиография мышц лба, анализ сердечного ритма по электрокардиограмме и др. Однако для наиболее ранней диагностики стресса широко используются различные психологические тесты: НПА (нервнопсихической адаптации); MMPI (Миниесотский многофакторный личностный тест); САН (самочувствие, активность, настроение); тест Тейлора и др. Для профилактики стрессовых состояний рекомендуются следующие мероприятия: 1) разъяснение человеку природы стресса и ознакомление его с различными способами релаксации; 2) адаптация к стрессорам с помощью закаливающих процедур и формирования стадии резистентности с явлениями перекрестной адаптации; 3) физические нагрузки в аэробном режиме в виде бега или ходьбы 3 – 4 раза в неделю по 30 – 40 мин или в виде физической зарядки и восточной гимнастики ежедневно; 4) здоровое питание; 5) фармакологические методы в виде приема адаптогенов. |