Курс лекций по нормальной физиологии. Ю. И. Савченков. Красноярск Издво , 2012, 470 с
 Скачать 8.6 Mb.
|
Лекция 11. ФИЗИОЛОГИЯ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ И НЕЙРОЭНДОКРИННЫЕ ОТНОШЕНИЯ.11. 1. Эндокринная система и гормоны. Функциональное значение гормонов.Эндокринная система и гормоны. Биологическая роль эндокринной системы тесно связана с ролью нервной системы. Эти две системы совместно координируют функцию других, нередко разделенных значительным расстоянием, органов и органных систем. Отличительной чертой эндокринной системы является то, что она осуществляет свое влияние посредством ряда веществ – гормонов. Химически гормоны представляют собой разнородную группу. Их многообразие включает стероиды, производные аминокислот, пептиды и белки. Гормоны вырабатываются: • в специализированных органах – эндокринных железах (железах без выводных протоков), • в компактных группах клеток, например, в островковых клетках поджелудочной железы, интерстициальных клетках Лейдига в семенниках и клеточных группах в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки (секретин), • в гипоталамусе (АДГ, окситоцин и другие.), • в органах, выполняющих не эндокринные функции (в почках – эритропоэтин, в сердце – атриопептид). Их общей особенностью служит то, что они переносятся кровью к более или менее отдаленным органам и оказывают на эти органы-мишени специфическое действие, которое, как правило, не способны воспроизвести другие вещества. Термин «специфическое» указывает также на то, что действие каждого гормона осуществляется только на конкретные функциональные системы или органы – эффекторные органы. Эндокринные железы и клеточные группы заняты исключительно синтезом и секрецией своих гормонов. Наконец, для всех гормонов характерно то, что они оказывают действие только на сложные клеточные структуры (клеточные мембраны, ферментные системы). Таким образом, в отличие от ферментов их действие нельзя продемонстрировать в гомогенатах – оно выявляется только in vivo или в культурах ткани. Функциональное значение гормонов. Гормоны регулируют основные функции организма: 1) репродукцию (менструальный цикл, овуляция, спермато-генез, беременность лактация); 2) рост и развитие организма (половая дифференцировка, вторич-ные половые признаки, скорость роста); 3) гомеостаз – сохранение внутренней среды (объем внеклеточной жидкости, кровяное давление, баланс электролитов, регуляция ионного состава плазмы, в частности, уровня кальция, поддержание запасов энергии, например в виде жира); 4) выделение энергии (накопление, распределение и выделение калорий, выработка тепла); 5) поведение (потребление пищи и воды, половое поведение, настроение); 6) адаптацию активности физиологических систем (способность органов и органных систем изменять свою активность в зависимости от потребности в ней). Гормоны как носители информации. Гормоны оказывают действие в очень низких концентрациях, поэтому они не играют роль субстратов в биохимических процессах, которые они контролируют. В некоторых случаях (например, АДГ, адреналин, альдостерон) реакция органов-мишеней более или менее тесно количественно связана с концентрацией гормонов в плазме. Используя кибернетическую терминологию, эти гормоны можно назвать носителями информции, что подчеркивает аналогию эндокринной системы с нервной. Различные биохимические реакции могут протекать правильным образом только в присутствии одного или нескольких гормонов, хотя реакция и не ускоряется при увеличении концентрации гормона. В этих случаях говорят, что гормон обладает «пермиссивным» (разрешающим) действием. Гормоны представляют собой только часть сигнальных молекул, выявленное число которых к настоящему времени велико. Общее представление о гормонах, выполняющих сигнальные функции, представлено в следующей таблице.
Между сигнализацией с помощью гормонов и нейромедиаторов имеется существенное различие. Оно состоит в том, что для связи между разными эндокринными клетками с разными клетками-мишенями используются различные гормоны. В то же время разные нервные клетки могут использовать для связи с разными клетками-мишенями без ущерба для специфичности один и тот же медиатор. Гормоны как элементы регуляторных систем. Рассматривая гормоны как элементы регуляторных систем, их разделяют на две группы. Первая группа включает адреналин, норадреналин, альдостерон, АДГ и некоторые другие. Скорость их секреции и концентрация в плазме претерпевают значительные колебания, приспосабливаясь к меняющейся ситуации. Эти гормоны действуют как контролирующие элементы регуляторной системы Скорость секреции гормона поддерживает регулируемую переменную – концентрацию глюкозы в крови, осмотическое давление крови или какой-либо другой физиологический параметр, который в норме сохраняется на постоянном уровне (в зависимости от конкретного гормона). Слежение за системой осуществляется специфическими рецепторами (рецепторами глюкозы, осморецепторами и т. д.), которые направляют информацию об отклонениях регулируемой переменной от «заданного значения» в форме потенциалов действия в «центральный контроллер» системы. Отклонения от заданного значения могут вызываться различными сдвигами, такими, как изменение скорости окислительных процессов или потребления воды и т. д. Контролер в свою очередь посылает сигнал в нервной или гормональной форме к эндокринной железе, в результате чего ее секреторная активность возрастает или снижается. При особой необходимости может происходить соответствующий сдвиг заданного значения. В другой группе концентрации гормонов в норме поддерживаются на постоянном уровне. Наиболее типичным примером гормонов этой группы является тироксин. Здесь концентрация гормона сама является регулируемой переменной. В этих случаях постоянный уровень концентрации гормона во времени необходим для правильного осуществления различных функций (например, оказание пермиссивного действия). Однако в особых условиях (например, при продолжительном пребывании на холоде), скорость секреции и концентрация в плазме даже этих гормонов могут изменяться благодаря сдвигу заданного значения. Функциональная классификация гормонов. На основании функциональных критериев различают три группы гормонов. 1) Гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень; эти гормоны носят название эффекторных. 2) Гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов; эти гормоны называют тропными, или гландотропными (т.е. оказывающими тропное действие на железы). Примером может служить тиреотропный гормон. 3) Гормоны, выделяемые нервными клетками в гипоталамусе; эти гормоны регулируют синтез и выделение гормонов (преимущественно тропных) аденогипофиза. Такие гормоны называются рилизинг-гормонами или, если они обладают противоположным действием, ингибирующими гормонами. Именно посредством гормонов, относящихся к этой группе, эндокринная система связана с ЦНС, образуя нейроэндокринную систему регуляции. Механизм действия. Согласно современным представлениям действие гормонов основано на стимуляции или угнетении каталитической функции некоторых ферментов в клетках органов-мишеней. Этот эффект может достигаться посредством: - активации (или ингибирования) уже имеющихся ферментов, причем это влияние опосредуется циклическим аденозинмонофосфатом (цАМР), который выполняет роль «второго посредника» (первым является сам гормон); - увеличения концентрации некоторых ферментов в клетках органов-мишеней («индукция ферментов») за счет увеличения скорости биосинтеза ферментов путем активации генов;  изменения проницаемости клеточных мембран, достигаемое также через цАМФ.Однако для многих гормонов до сих пор нет полного и убедительного объяснения механизма действия. Специфичность действия гормонов объясняется на основе существования гормон-специфичных рецепторов клеточных мембран. Инактивация. Если гормоны функционируют в качестве элементов регулирующих цепей, то естественно, что они не должны накапливаться в организме. Накоплению препятствуют как химические изменения гормонов в эффекторных органах – инактивация, так и выведение с мочой. Некоторые гормоны инактивируются также и в других органах (особенно в печени). Более того, действие некоторых гормонов может блокироваться благодаря секреции гормонов, обладающих антагонистическим эффектом. Каскадный эффект. Для гормонов, вырабатываемых железами в очень небольших количествах, свойственен непропорционально большой количественный эффект. Это объясняется тем, что гормоны действуют через ряд этапов, и на каждом из них действие усиливается. Такой механизм получил название каскадного усиления. Например, такое действие характерно для гормонального контроля превращения глюкозы в гликоген. Во многих случаях происходит саморегуляция уровня гормонов в крови. Она основана на наличии прямых и обратных связей в системе, вырабатывающей гормон. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||