Курс лекций по нормальной физиологии. Ю. И. Савченков. Красноярск Издво , 2012, 470 с
 Скачать 8.6 Mb.
|
11.4. Щитовидная железа: регуляция образования и транспорт иодированных гормонов, роль иодированных гормонов и кальцитонина. Функции паращитовидных желез.Регуляция секреции и физиологические эффекты тиреоидных гормонов. Обратные связи в регуляции функции щитовидной железы реализуются уровнем тиреоидных гормонов в крови, что подавляет секрецию тиреолиберина гипоталамусом и тиреотропина гипофизом. Интенсивность секреции тиреоидных гормонов влияет на объем их синтеза в железе (местная положительная обратная связь). Существует и прямая нервная регуляция щитовидной железы со стороны автономной нервной системы, но она играет меньшую роль, чем влияние тиреотропина.. Гормоны щитовидной железы принимают участие в регуляции обмена веществ и физиологических функций в организме. Основными метаболическими эффектами тиреоидных гормонов являются: усиление поглощения кислорода клетками и митохондриями с активацией окислительных процессов и увеличением основного обмена; стимуляция синтеза белка за счет повышения проницаемости мембран клетки для аминокислот и активации генетического аппарата клетки; липолитический эффект и окисление жирных кислот со снижением их уровня в крови; активация синтеза и экскреции холестерина с желчью; гипергликемия за счет активации распада гликогена в печени и повышения всасывания глюкозы в кишечнике; повышение потребления и окисления глюкозы клетками; активация инсулиназы печени и ускорение инактивации инсулина; стимуляция секреции инсулина за счет гипергликемии. Таким образом, тиреоидные гормоны, стимулируя секрецию инсулина и одновременно вызывая контринсулярные эффекты, могут также способствовать развитию сахарного диабета. Основные физиологические эффекты проявляются в следующем: обеспечении нормальных процессов роста, развития и дифференцировки тканей и органов, особенно, центральной нервной системы, а также процессов физиологической регенерации тканей; активации симпатических эффектов (тахикардия, потливость, сужение сосудов), как за счет повышения чувствительности адреноцепторов, так и в результате подавления ферментов (моноаминоксидаза), разрушающих норадреналин; повышении эффективности митохондрий и сократимости миокарда; повышении теплообразования и температуры тела; повышении возбудимости центральной нервной системы и активации психических процессов; защитном влиянии по отношению к стрессорным повреждениям миокарда и язвообразованию; увеличении почечного кровотока, клубочковой фильтрации и диуреза при угнетении канальцевой реабсорбции в почках; поддержании нормальной половой жизни и репродуктивной функции. Избыточная продукция тиреоидных гормонов носит название гипертиреоза. При этом отмечаются характерные метаболические (повышение основного обмена, гипергликемия, гипертермия, похудание) и функциональные проявления повышенного симпатического тонуса. Врожденная недостаточность тиреоидных гормонов из-за наследственных дефектов или дефицита йода в организме матери нарушает рост, развитие и развитие скелета, тканей и органов, особенно, центральной нервной системы, что ведет к умственной отсталости («кретинизм»). Приобретенная недостаточность щитовидной железы возникает в силу разных причин: дефицита йода в воде и пище, нарушения продукции тиреотропина гипофизом, механического и химического повреждения ткани щитовидной железы. Она проявляется в замедлении окислительных процессов и снижении основного обмена, гипогликемии, падении возбудимости нервной системы и психической деятельности, снижении температуры тела, накоплении гликозаминогликанов и воды в подкожно-жировой клетчатке и коже (гипотиреоз, микседема или слизистый отек). Регуляция секреции и физиологические эффекты кальцитонина. Кальцитонин является пептидным гормоном, вырабатываемом в парафолликулярных К-клетках щитовидной железы, он образуется также в тимусе и в легких . Кальцитонин является одним из гормонов, регулирующих кальций и регуляция его секреции осуществляется уровнем ионизированного кальция крови за счет обратных связей. Стимуляция секреции кальцитонина происходит при значительном повышении кальция в крови, а обычные физиологические колебания концентрации кальция мало сказываются на секреции кальцитонина. Мощным регулирующим влиянием на секрецию кальцитонина обладают нейропептиды и пептидные гормоны желудочно-кишечного тракта, особенно, гастрин. Повышение секреции кальцитонина после перорального приема кальция обусловлено выделением гастрина. Кальцитонин оказывает свои эффекты после взаимодействия с рецепторами органов мишеней (почка, желудочно-кишечный тракт, костная ткань) через вторичные посредники цАМФ и цГМФ. Гормон снижает уровень кальция в крови за счет облегчения минерализации и подавления потери кальция костной тканью, а также путем снижения реабсорбции кальция в почках. Функции паращитовидных желез. В регуляции обмена кальция и фосфатов кроме кальцитонина принимает участие паратгормон, образующийся в паращитовидных (околощитовидных) железах, которые имеются у всех позвоночных, начиная с амфибий. Паращитовидные железы представляют собой парные образования, тесно примыкающие к щитовидной железе. Иногда с каждой стороны расположены по две отдельные железы. Паратгормон является небольшим пептидом массой 8500 дальтон. Паратгормон и кальцийтонин действуют антагонистически. Паратгормон вызывает повышение уровня кальция в плазме. Этот эффект достигается вследствие стимуляции активности остеокластов, благодаря чему катионы кальция и фосфатов освобождаются из кости, при этом происходит усиление реабсорбции кальция в почках. При достаточном уровне витамина D паратгормон также усиливает абсорбцию кальция в кишечнике. Регуляция секреции кальцитонина и паратгормона осуществляется непосредственно уровнем ионизированного кальция. Постоянный уровень кальция особенно важен для нормального функционирования возбудимых структур. Уже небольшое снижение его уровня в крови повышает возбудимость нервно-мышечной системы, сопровождаясь тоническими сокращениями скелетной мускулатуры. Именно поэтому удаление паращитовидных желез, сопровождаясь уменьшением концентрации кальция в плазме, приводит к судорогам. 11.5. Деятельность эндокринных тканей в органах, обладающих неэндокринными функциями. Эндокринные функции поджелудочной железы. Эндокринные функции половых желез. Эндокринная функция плаценты. Эндокринные функции почек Эндокринные функции поджелудочной железы. Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют скопления клеток эпителиального происхождения, получившие название островков Лангерганса и составляющие всего 1–2 % массы поджелудочной железы. Основным регулятором секреции инсулина является D-глюкоза притекающей крови, активирующая в бета-клетках специфическую аденилатциклазу, с помощью которой синтезируется вторичный посредник цАМФ. Через этот посредник глюкоза стимулирует выброс инсулина в кровь из специфических секреторных гранул. Усиливает ответ бета-клеток на действие глюкозы гормон двенадцатиперстной кишки – желудочный ингибиторный пептид (ЖИП). Через неспецифический независимый от глюкозы пул цАМФ стимулируют секрецию инсулина ионы Са2+. В регуляции секреции инсулина определенную роль играет и автономная нервная система. Блуждающий нерв и ацетилхолин стимулируют секрецию инсулина, а симпатические нервы и норадреналин через альфа-адреноцепторы подавляют секрецию инсулина и стимулируют выброс глюкагона. Специфическим ингибитором продукции инсулина является гормон дельта-клеток островков – соматостатин. Этот гормон образуется и в кишечнике, где тормозит всасывание глюкозы и тем самым уменьшает ответную реакцию бета-клеток на глюкозный стимул. Образование в поджелудочной железе и кишечнике пептидов, аналогичных мозговым, например, соматостатина, является веским аргументом в пользу взгляда о существовании в организме единой APUD-системы. Секреция глюкагона стимулируется снижением уровня глюкозы в крови, гормонами желудочно-кишечного тракта (ЖИП, гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин) и при уменьшении в крови ионов Са2+. Подавляют секрецию глюкагона инсулин, соматостатин, глюкоза крови и Са2+. Клетки желудочно-кишечного тракта, продуцирующие гормоны, являются своеобразными датчиками раннего оповещения клеток панкреатических островков о поступлении пищевых веществ в организм, требующих для утилизации и распределения участия панкреатических гормонов. Инсулин оказывает влияние на все виды обмена веществ, он способствует анаболическим процессам, увеличивая синтез гликогена, жиров и белков, тормозя эффекты многочисленных контринсулярных гормонов (глюкагона, катехоламинов, глюкокортикоидов и соматотропина). Все эффекты инсулина по скорости их реализации подразделяются на четыре группы: - очень быстрые (через несколько секунд) – гиперполяризация мембран клеток за исключением гепатоцитов; повышение проницаемости для глюкозы; активация Nа-К-АТФазы, входа К+ и откачивания Nа+; подавление Са2+-насоса и задержка Са2+; - быстрые эффекты (в течение нескольких минут) – активация и торможение различных ферментов, подавляющих катаболизм и усиливающих анаболические процессы; - медленные процессы (в течение нескольких часов) – повышенное поглощение аминокислот, изменение синтеза РНК и белков-ферментов; - очень медленные эффекты (от часов до суток) – активация митогенеза и размножения клеток. Действие инсулина на углеводный обмен проявляется повышением проницаемости мембран в мышцах и жировой ткани для глюкозы; активацией утилизации глюкозы клетками; усилением процессов фосфорилирования; подавлением распада и стимуляцией синтеза гликогена; угнетением глюконеогенеза; активацией процессов гликолиза; гипогликемией. Действие инсулина на белковый обмен состоит в повышении проницаемости мембран для аминокислот; усилении синтеза иРНК; активации в печени синтеза аминокислот; повышении синтеза и подавлении распада белков. Основные эффекты инсулина на липидный обмен: стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы; стимуляция синтеза триглицеридов; подавление распада жира; активация окисления кетоновых тел в печени. Столь широкий спектр метаболических эффектов свидетельствует о том, что инсулин необходим для осуществления функционирования всех тканей, органов и физиологических систем, реализации эмоциональных и поведенческих актов, поддержания гомеостазиса, осуществления механизмов приспособления и защиты от неблагоприятных факторов среды. Недостаток инсулина (относительный дефицит по сравнению с уровнем контринсулярных гормонов, прежде всего, глюкагона) ведет к сахарному диабету. Избыток инсулина вызывает гипогликемию с резкими нарушениями функций центральной нервной системы, использующей глюкозу как основной источник энергии независимо от инсулина. Глюкагон является мощным контринсулярным гормоном и его эффекты реализуются в тканях через систему вторичного посредника цАМФ. В отличие от инсулина, глюкагон повышает уровень сахара в крови, в связи с чем его называют гипергликемическим гормоном. Основные эффекты глюкагона проявляются в следующих сдвигах метаболизма: активация гликогенолиза в печени и мышцах; активация глюконеогенеза; активация липолиза и подавление синтеза жира; повышение синтеза кетоновых тел в печени и угнетение их окисления; стимуляция катаболизма белков в тканях, прежде всего в печени, и увеличение синтеза мочевины. Эндокринные функции половых желез. Половые железы (семенники и яичники), наряду с функцией гаметообразования, содержат клетки, синтезирующие и секретирующие половые гормоны. При этом эндокринная функция присуща как специализированным для внутренней секреции клеткам (клетки лейдига семенников, клетки желтого тела яичников), так и клеткам, участвующим в процессах гаметогенеза (клетки сертоли семенников, клетки гранулезы яичников). Как семенники, так и яичники, синтезируют и мужские гормоны (андрогены), и женские половые гормоны (эстрогены), являющиеся стероидами – производными холестерина. Эндокринная функция семенников. Основной структурой семенника, где происходит образование и созревание гамет-сперматозоидов, являются извитые семенные канальцы. Основными продуцентами мужских половых гормонов, главным образом, тестостерона являются клетки Лейдига. Регуляция продукции гормонов семенниками осуществляется преимущественно лютропином аденогипофиза, специфически регулирующим секреторную активность клеток Лейдига и продукцию тестостерона, и отчасти фоллитропином, меняющим активность клеток Сертоли и продукцию ими эстрогенов и ингибина. Основные метаболические и функциональные эффекты тестостерона: обеспечение процессов половой дифференцировки в эмбриогенезе; развитие первичных и вторичных половых признаков; формирование структур центральной нервной системы, обеспечивающих половое поведение и функции; генерализованное анаболическое действие, обеспечивающее рост скелета, мускулатуру, распределение подкожного жира; регуляция сперматогенеза; задержка в организме азота, калия, фосфата, кальция; активация синтеза РНК; стимуляция эритропоэза. Эндокринная функция яичников. Гормонопродуцирующие клетки гранулезы фолликулов являются по происхождению и функциям аналогом клеток Сертоли семенников, но их функция регулируется не только гипофизарным фоллитропином, но и в большей мере лютропином. Основным гормоном гранулезы является эстрадиол, образуемый. из предшественника тестостерона. В меньшем количестве гранулеэа образует эстрон, из которого в печени и плаценте образуется эстриол. Клетки гранулезы образуют в малых количествах и прогестерон, необходимый для овуляции, но главным источником прогестерона служат клетки желтого тела, регулируемые гипофизарным лютропином. Секреторная активность этих эндокринных клеток характеризуется выраженной цикличностью, связанной с женским половым циклом. Последний обеспечивает интеграцию во времени различных процессов, необходимых для осуществления репродуктивной функции – периодическую подготовку эндометрия к имплантации оплодотворенной яйцеклетки, созревание яйцеклетки и овуляцию, изменение вторичных половых признаков. Эстрогены необходимы для процессов половой дифференцировки в эмбриогенезе, полового созревания и развития женских половых признаков, установления женского полового цикла, роста мышцы и железистого эпителия, матки, развития молочных желез. В итоге эстрогены неразрывно связаны с реализацией полового поведения, с овогенезом, процессами оплодотворения и имплантации яйцеклетки, развития и дифференцировки плода, нормального родового акта. Эстрогены задерживают в организме азот, воду и соли, оказывая общее анаболическое действие, хотя и более слабое, чем андрогены. Прогестерон является гормоном сохранения беременности (гестагеном), так как ослабляет готовность мускулатуры матки к сокращению. В малых концентрациях гормон необходим и для овуляции. Большие количества прогестерона, образующиеся желтым телом, подавляют секрецию гипофизарных гонадотропинов. Прогестерон обладает выраженным антиальдостероновым эффектом, поэтому стимулирует натрийурез. Эндокринная функция плаценты. Плацента настолько тесно связана с организмами матери и плода, что принято говорить о комплексе «мать-плацента-плод» или «фетоплацентарном комплексе». Так, синтез в плаценте эстриола происходит не только из эстрадиола матери, но и из дегидроэпиандростерона, образуемого надпочечниками плода. По экскреции эстриола с мочой матери можно даже судить о жизнеспособности плода. В плаценте образуется прогестерон, эффект которого преимущественно местный. С плацентарным прогестероном связан временной интервал между рождениями плодов при двойне. Основная часть гормонов плаценты у человека по своим свойствам и даже строению напоминает гипофизарные гонадотропин и пролактин. В наибольших количествах при беременности плацентой продуцируется хорионический гонадотропин, оказывающий эффекты не только на процессы дифференцировки и развития плода, но и на метаболизм в организме матери. Гормон обеспечивает в организме матери задержку солей и воды, стимулирует секрецию вазопрессина, активирует механизмы иммунитета. Эндокринная функция тимуса. Тимус (вилочковая железа) является центральным органом иммунитета, обеспечивающим продукцию специфических Т-лимфоцитов. Наряду с этим, тимоциты секретируют в кровь гормональные факторы, оказывающие не только эффекты на дифференцировку Т-клеток с обеспечением иммунокомпетентности (тимозин, тимопоэтин), но и ряд общих регуляторных эффектов. Эти эффекты распространяются на процессы синтеза клеточных рецепторов к медиаторам и гормонам, на стимуляцию разрушения ацетилхолина в нервномышечных синапсах, состояние углеводного и белкового обмена, а также обмена кальция, функции щитовидной и половых желез, эффекты глюкокортикоидов, тироксина (антагонизм) и соматотропина (синергизм). В целом вилочковая железа рассматривается как орган интеграции иммунной и эндокринной систем организма. Эндокринные функции почек. В почках отсутствует специализированная эндокринная ткань, однако ряд клеток обладает способностью к синтезу и секреции биологически активных веществ, обладающих всеми свойствами типичных гормонов. Гормонами почек являются: 1) кальцитриол – третий кальций-регулирующий гормон, 2) ренин – начальное звено ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, 3) эритропоэтин – гормон регулирующий эритропоэз и синтез гемоглобина. |