Лекция Морфофункциональная характеристика эндокринных желез Железы внешней, внутренней и смешанной секреции
 Скачать 177.09 Kb.
|
|
Лекция № 7 . Морфофункциональная характеристика эндокринных желез Железы внешней, внутренней и смешанной секреции Все железы организма делятся на три группы: Экзокринные (железы внешней секреции) – имеют выводные протоки, их секрет выделяется во внешнюю среду. К экзокринным железам относятся, например, потовые, пищеварительные. Эндокринные (железы внутренней секреции) – не имеют выводных протоков, выделяют секрет (гормоны) в кровь, лимфу (Слайд 3); Железы смешанной секреции – осуществляют как внешнюю, так и внутреннюю секрецию (поджелудочная железа, половые железы) (Слайд 4). Эндокринная система включает все органы, вырабатывающие гормоны (эндокринные железы), а также клеточные системы (ткани и клетки, вырабатывающие гормоны). Гормоны – это биологически активные вещества, которые действуют в низких концентрациях и доносятся до органов-мишеней током крови (Слайд 5). Эндокринная система включает в себя органы, которые вырабатывают гормоны (эндокринные железы, или железы внутренней секреции), а также отдельные клетки, обладающие гормональной активностью (Слайд 6). Методы изучения функций желёз внутренней секреции Все методы можно подразделить на экспериментальные и клинико- лабораторные. Экспериментальные (Слайд 7) экстирпация – полное или частичное удаление железы; фармакологическое выключение – введение препаратов, блокирующих функцию желёз (например, аллоксан подавляет активность β-клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин); денервация – перерезка нервов, иннервирующих железу; введение экстрактов из желёз, гормонов; трансплантация тканей железы; создание общего кровотока двух организмов, у одного из которых удалена железа Клинико-лабораторные (Слайд 8) исследование больных с недостаточной или избыточной функцией железы; определение содержания гормонов и их метаболитов в крови биологическими и химическими методами радиоизотопный метод – введение радиоактивных изотопов позволяет исследовать синтез гормонов (например, введение I 131 используют для изучения активности щитовидной железы) Классификация гормонов По химической природе гормоны делят на три группы (Слайд 9): пептидные и белковые (гормоны гипофиза, поджелудочной железы, паращитовидных желёз); стероидные (гормоны коры надпочечников, половых желез); производные аминокислот (гормоны мозгового вещества надпочечников, щитовидной железы) По физико-химическим свойствам гормоны можно разделить на две группы: Гидрофильные – к ним относятся пептидные и гормоны мозгового вещества надпочечников (адреналин, норадреналин). Эти гормоны не проникают через мембрану клетки и действуют на мембранные рецепторы. Гидрофобные – стероидные и гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин). Эти гормоны проникают во внутриклеточное пространство и взаимодействуют с внутриклеточными (ядерными и цитоплазматическими) рецепторами. По функциональному значению (Слайд 10) гормоны подразделяются на: эффекторные – управляют деятельностью органов и тканей непосредственно; тропные – выделяются в аденогипофизе, регулируют работу некоторых периферических желёз (коры надпочечников, щитовидной, половых желёз), в которых вырабатываются эффекторные гормоны; нейрогормоны (рилизинг факторы) – образуются в гипоталамусе, контролируют секрецию тропных гормонов. Основные свойства гормонов. Характеристика действия Для гормонов характерен дистантный характер действия, то есть ткани-мишени (точки приложения действия гормона), как правило, расположены далеко от места образования гормонов в эндокринных железах. Так, гормоны гипофиза влияют на щитовидную железу, надпочечники, половые железы. Гормон поджелудочной железы инсулин воздействует на скелетные мышцы, печень. Строгая специфичность действия. Реакция тканей и органов на гормоны строго специфичны. Например, кастрация самца или самки вызывает определённый эффект, обусловленный выпадением внутрисекреторной деятельности семенника или яичника. Предупредить эти изменения в организме можно только введением соответствующих половых гормонов. Гормоны обладают высокой биологической активностью и образуются в железах в малых концентрациях. Адреналин влияет на работу сердца при концентрациях менее 1 нмоль/л (10 -9 моль/л), 1 г инсулина снижает содержание глюкозы в плазме у 125 000 кроликов. Для гормонов, как правило, не характерна видовая специфичность, то есть гормоны животных оказывают воздействие и на организм человека, и при введении в кровь не вызывают образование антител. Гормоны довольно быстро разрушаются тканями, имеют короткий период полураспада, но вызывают длительный эффект (Слайд 11). Типы действия гормонов (Слайд 12) Кинетическое или пусковое, которое вызывает определённую деятельность эффекторов; Метаболическое, проявляющееся в изменении обмена веществ; Морфогенетическое (дифференцировка тканей, рост и метаморфоз); Корригирующее (изменение функций организма, имеющее приспособительное значение). Понятие об органах-мишенях. Механизм действия гормонов Специфичность действия гормонов проявляется в их действии только на определённые клетки, которые называются клетки-мишени. В клетках мишенях (в цитоплазме или клеточной мембране) расположены специализированные структуры – рецепторы, которые взаимодействуют с гормонами по принципу «ключ-замок». При взаимодействии гормона с рецептором запускается каскад реакций, который приводит к развитию физиологического эффекта. Механизм действия гидрофильных и гидрофобных гормонов различается. Мембранный тип рецепции. Гидрофильные гормоны (пептидные, гормоны мозгового вещества надпочечников) не проникают внутрь клетки, они взаимодействуют с мембранными рецепторами. При этом происходит активация системы внутриклеточных вторичных посредников, которые, меняя активность ферментов, приводят к развитию эффекта (Слайд 13). Цитоплазматический и ядерный типы рецепции. Гидрофобные гормоны (стероидные, гормоны щитовидной железы) проходят через клеточную мембрану и взаимодействуют цитоплазматическими или ядерными рецепторами. После этого гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро, где влияет на транскрипцию генов и процесс синтеза белка (Слайд 14). Таким образом, эффект гидрофобных гормонов как правило, развивается дольше, поскольку для синтеза нового белка нужно время; вместе с тем эффект гидрофильных гормонов менее длительный. Гипоталамо-гипофизарная система Деятельность желёз внутренней контролируется центральной нервной системой. Отделом ЦНС, который обеспечивает взаимодействие нервной и эндокринной систем, является гипоталамус. Гипоталамус связан с передней долей железы гипофиза (аденогипофизом) системой капилляров, по которым из гипоталамуса в гипофиз поступают рилизинг-факторы. Это гормоны, которые управляют деятельностью аденогипофиза. Рилизинг-факторы делятся на две группы: либерины и статины. Либерины стимулируют секрецию гормонов гипофиза, а статины – тормозят. Например, кортиколиберин способствует синтезу адренокортикотропного гормона гипофиза (АКТГ), тиролиберин – образованию тиреотропного гормона (ТТГ), соматолиберин – соматотропного (СТГ), а соматостатин – тормозит выработку СТГ. Кроме того, аксоны некоторых клеток гипоталамуса заканчиваются в задней доле гипофиза (нейрогипофизе). Из окончаний этих нейронов выделяются гормоны вазопрессин и окситоцин, которые накапливаются в нейрогипофизе и выделяются в кровь по мере необходимости (Слайд 16). Гипофиз. Иерархическая структура эндокринной системы Гипофиз – это центральная железа внутренней секреции, которая регулирует деятельность других эндокринных желез. Он расположен в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости. От полости черепа гипофиз отграничен диафрагмой седла, которая образована отростком твердой оболочки головного мозга (Слайд 17). Масса гипофиза 0,5 – 0,7 г. Гипофиз делится на две доли, имеющие различное происхождение и строение (Слайд 18). Передняя доля (аденогипофиз) крупнее других долей и состоит из дистальной, бугорной частей и лежащей кзади промежуточной части. В задней доле (нейрогипофизе) различают нервную часть, расположенную позади промежуточной части аденогипофиза, и воронку, соединяющую нервную часть с гипоталамусом промежуточного мозга. Дистальная часть передней доли образована эпителиальными железистыми клетками (аденоцитами), которые формируют тяжи (перекладины). Между этими тяжами располагаются широкие кровеносные капилляры. Клетки железистых тяжей различаются по своему строению и функциям. Промежуточная часть расположена в виде узкой полоски между дистальной частью передней доли и задней (нервной) долей. Эндокриноциты промежуточной части синтезируют меланоцитотропин, влияющий на обмен пигмента меланина, а также гормон липотропин, стимулирующий жировой обмен. Особенности кровоснабжения гипофиза. Верхние гипофизарные артерии распадаются на капилляры, которые проникают в ткань мозга и образуют первичную капиллярную сеть. Эти капилляры оплетают нейросекреторные клетки гипоталамуса. Здесь нейрогормоны гипоталамуса выделяется в кровь. Из длинных и коротких капилляров первичной капиллярной сети формируются воротные вены гипофиза, которые идут по его бугорной части к аденогипофизу. В передней доле гипофиза воротные вены распадаются на широкие (синусоидные) капилляры, образующие вторичную капиллярную сеть, оплетающую секреторные клетки аденогипофиза. Капилляры вторичной сети, сливаясь, образуют выносящие вены, по которым кровь (с гормонами передней доли) выносится из гипофиза. Задняя доля гипофиза кровоснабжается преимущественно за счёт нижних гипофизарных артерий. Верхние и нижние гипофизарные артерии переплетаются между собой. Гормоны гипофиза (Слайды 19, 20) Аденогипофиз. Тропные гормоны регулируют образование и выделение гормонов некоторых эндокринных желёз; к тропным относятся адренокортикотропный гормон (АКТГ), тиреотропный гормон (ТТГ), а также гонадотропные гормоны фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ). АКТГ стимулирует развитие коркового вещества надпочечников и выделение гормонов глюкокортикоидов. ТТГ стимулирует образование гормонов щитовидной железы, повышает активность секреторных клеток щитовидной железы и увеличивает их количество. ФСГ стимулирует созревание фолликулов в яичнике у женщин и поддерживает сперматогенез у мужчин, ЛГ действует на промежуточные клетки яичников и семенников, усиливает образование половых гормонов (эстрогенов и андрогенов). Эффекторныегормоны не влияют на другие железы, а действует непосредственно на органы и ткани. К ним относятся соматотропный гормон(СТГ) и пролактин. СТГ стимулирует рост организма. Наиболее выражено влияние гормона на костную и хрящевую ткани, действуя на метафизарные хрящи соматотропный гормон стимулирует рост костей в длину. Гормон также оказывает анаболическое действие – способствует поступлению аминокислот в клетки и ускоряет синтез белка. Избыток соматотропного гормона в детстве сопровождается чрезмерно высоким ростом из-за бесконтрольного роста костей в длину (гигантизм). У взрослых при гиперфункции СТГ возникает акромегалия – разрастание пальцев рук, стоп, носа, нижней челюсти, языка, губ, органов грудной и брюшной полостей. Дефицит СТГ в детстве проявляется низким ростом, при сохранённых пропорциях тела (карликовость) (Слайд 21). Пролактин способствует образованию молока в молочных железах в период кормления грудью, а также оказывает влияние на водно-солевой обменю Нейрогипофиз не образует гормонов, в него поступают гормоны из гипоталамуса по аксонам. Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин)– способствует реабсорбции (обратному всасыванию) воды в собирательных трубочках почек, за счёт чего объём мочи уменьшается, и она становится более концентрированной. Окситоцин – сокращает гладкую мускулатуру матки при родах и способствует выделению молока при грудном вскармливании. Таким образом, эндокринная система имеет иерархическую структуру, в которой высшим звеном регуляции является гипоталамус. Он влияет на работу гипофиза посредством рилизинг-факторов, а гипофиз управляет деятельностью остальных (периферических) желёз с помощью тропных гормонов. Гормоны, которые не влияют на другие железы внутренней секреции (то есть некоторые гормоны гипоталамуса, гипофиза и все гормоны периферических желёз), относятся к эффекторным. Кроме того, гормоны сами могут влиять на свою выработку: при избытке гормонов их синтез тормозится, а при дефиците – стимулируется (механизм отрицательной обратной связи) (Слайд 22). Эпифиз Эпифиз (шишковидная железа) – находится в промежуточном мозге, расположен над таламусом между холмиками среднего мозга. Вырабатывается гормон мелатонин, его образование зависит от времени суток, а точнее – от освещённости (концентрация гормона повышается ночью, он способствует развитию сна). В детстве мелатонин подавляет действие гонадотропных гормонов гипофиза, и таким образом, развитие половых желёз. В результате тормозится преждевременное половое созревание. С возрастом секреция мелатонина снижается. Снижение функции эпифиза приводит к преждевременной половой зрелости (Слайд 24). Щитовидная железа Строение. Щитовидная железа расположена в передней области шеи впереди гортани и верхних хрящей трхеи. В щитовидной железы различают две доли и перешеек, который находится на уровне дуги перстневидного хряща гортани (Слайды 26, 27). Масса железы у взрослого человека составляет 20 – 30 г. Ткань железы состоит из долек, которые, в свою очередь, образованы фолликулами. Фолликулы являются структурно- функциональными элементами щитовидной железы. Стенки фолликулов образованы одним слоем секреторных эндокриноцитов (тироцитов), которые лежат на базальной мембране. Каждый фолликул оплетается густой сеть кровеносных капилляров. В полости фолликулов содержится густой вязкий коллоид – продукт секреции тироцитов. В стенках фолликулов щитовидной железы между тироцитами и базальной мембраной, а также между фолликулами располагаются крупные парафолликулярные клетки (К-клетки) (Слайд 28). Гормоны. Щитовидная железа вырабатывает тиреоидные гормоны: тироксин(Т 4 ) и трийодтиронин (Т 3 ). Особенность этих гормонов в том, что в структуре их молекул содержится йод (в молекуле тироксина – четыре атома йода, а в молекуле трийодтиронина – три). Тиреоидные гормоны имеют большое значение для роста, физического и психического развития человека; развитие нервной системы в детском возрасте в существенной степени зависит от их наличия. Кроме того, тиреоидные гормоны усиливают окислительные процессы в организме, повышают температуру тела, ускоряют белковый, углеводный, жировой, минеральный обмен, увеличивают частоту сердечных сокращений и дыхательных движений, повышают потоотделение, стимулируют центральную нервную систему (Слайд 29). При гиперфункции щитовидной железы (то есть избытке тиреоидных гормонов) возникает базедова болезнь (гипертиреоз), в клетках ускоряются процессы окисления. В результате повышается возбудимость ЦНС, наблюдается потеря веса, повышенный аппетит, увеличивается температура, повышается частота сердечных сокращений, появляется специфический симптом – экзофтальм (пучеглазие) (Слайд 30). При снижении функции щитовидной железы (гипотиреозе) замедляются обмен веществ, рост. У больных отмечается угнетение центральной нервной системы, вялость, снижение интеллекта, замедление частоты сердечных сокращении, уменьшение температуры тела развивается слизистый отёк подкожно-жировой клетчатки (микседема – слизистый отёк) и сухость кожных покровов (Слайд 31). У детей наблюдается выраженное отставание в умственном развитии – кретинизм (Слайд 32). Регуляция обмена кальция В стенке фолликулов щитовидной железе имеются К клетки (парафолликулярные), которые вырабатывают гормон кальцитонин, а в околощитовидных (паращитовидных) железах, расположенных на задней поверхности щитовидной железы, выделяется паратгормон (паратирин). Эти гормоны по функции являются антагонистами. Оба гормона действуют на одни и те же клетки мишени, но эффект их прямо противоположен. Паратгормон повышает содержание ионов Ca 2+ в плазме, он способствует реабсорбции кальция в почках, а также стимулирует клетки остеокласты, разрушающие костную ткань. Разрушение костей также приводит к увеличению концентрации кальция в плазме всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Кроме того, паратирин стимулирует образование в почках витамина D 3 , который, в свою очередь, усиливает всасывание Ca 2+ в кишечнике (Слайд 34). Эффекты кальцитонина противоположные – он тормозит всасывание кальция в почках, а также стимулирует остеобласты, которые способствуют образованию костной ткани (Слайд 35). Содержание кальция в крови является жёсткой константой, при его отклонении от нормальных значений развиваются серьёзные нарушения: при увеличении концентрации (избыток парагормона) разрушаются кости, кальций откладывается во внутренних органах, сосудистой стенке. При дефиците кальция (избыток кальцитонина, недостаток паратгормона) появляются судороги. Надпочечники. Надпочечник, по сути, состоит из двух желез, различных по происхождению, строению и функциям. Периферические слои надпочечника составляют корковое вещество. Внутри органа располагается мозговое вещество. Надпочечник по форме напоминает уплощенную пирамиду со слегка закруглённой вершиной (Слайд 37). В нём различают переднюю, заднюю и нижнюю (почечную) поверхности. Железа располагается за брюшиной в толще околопочечного жирового тела над верхним полюсом почки. Масса одного надпочечника взрослого человека составляет 12 – 15 г. На передней поверхности надпочечника видны ворота, через которые из органа выходит его центральная вена. Надпочечник покрыт соединительнотканной капсулой, от которой вглубь железы отходят тонкие прослойки. Они разделяют корковое вещество на множество эпителиальных тяжей, окутанных густой сетью кровеносных капилляров. В корковом веществе различают три зоны (Слайд 38): клубочковую (наружную), пучковую (среднюю) и сетчатую (на границе с мозговым веществом). Клубочковая зона образована мелкими клетками, расположенными в виде клубочков. В ней образуются минералокортикоиды,которые участвуют в водно-солевом обмене. Наиболее активный минералокортикоид – альдостерон – усиливает реабсорбцию ионов натрия и секрецию ионов калия в почечных канальцах. Самую широкую часть коры образует пучковая зона. Она сформирована крупными светлыми клетками, располагающимися длинными тяжами, ориентированными перпендикулярно к поверхности органа. В пучковой зоне синтезируются глюкокортикоиды (кортизол). Глюкокортикоидные гормоны способствуют распаду белков и жиров и повышению уровня глюкозы в плазме. Эти гормоны тормозят воспалительные процессы, подавляют иммунную систему, способствуют повышению артериального давления. Глюкокортикоиды имеют большое значение в адаптации организма к стрессам. В узкой сетчатой зоне мелкие клетки образуют небольших размеров скопления (группы клеток). В этой зоне коры надпочечников образуются мужские половые гормоны, они имеют значение для роста и развития органов в детском возрасте, когда внутрисекреторная функция половых желез ещё незначительна (Слайд 39). Мозговое вещество надпочечников образовано скоплениями крупных клеток, разделённых синусоидными капиллярами (Слайд 40). К мозговому веществу подходят преганглионарные волокна симпатической нервной системы. Различают два вида клеток: эпинефроциты, вырабатывающие адреналин (80%), и норэпинефроциты, секретирующие норадреналин (20%). Под влиянием импульсации из симпатических центров в этих клетках вырабатываются катехоламины: адреналин и норадреналин. Они выделяются в кровь во время стресса и оказывают эффекты, сходные с симпатическими влияниями: стимулируют расщепление жиров и гликогена, повышают артериальное давление, увеличивают силу и частоту сердечных сокращений, вызывают сужение сосудов (кроме сосудов сердца, лёгких), расширяют сосуды мышц, тормозят функции ЖКТ, расширяют зрачок Поджелудочная железа Поджелудочная железа является железой смешанной секреции (то есть одновременно и внешней, и внутренней) (Слайд 42). Она состоит из экзокринной части, в которой вырабатываются пищеварительные соки, и эндокринной части. Эндокринная часть поджелудочной железы (панкреатические островки, островки Лангерганса) образована группами клеток, клеточными скоплениями, богатыми кровеносными капиллярами. В панкреатических островках преобладают так называемые бета β-клетки (60 – 80%), которые секретируют гормон инсулин. Наряду с этими клетками в панкреатических островках имеются альфа α-клетки (10 – 30%), выра- батывающие глюкагон (Слайд 43). Инсулин увеличивает проницаемость жировой ткани и мышечных волокон для глюкозы, за счёт чего её содержание в крови снижается. Следует отметить, что инсулин является единственным гормоном, который уменьшает концентрацию глюкозы в плазме крови. Кроме того, инсулин стимулирует синтез жиров и гликогена (Слайд 44). Эффекты глюкагона полностью противоположны инсулину. При недостаточной функции поджелудочной железы развивается сахарный диабет – уменьшается способность ткани усваивать глюкозу, вследствие чего её содержание в крови повышается (гипергликемия). Избыток глюкозы выводиться почками, так что количество мочи в сутки может достигать 5 – 6 литров, возникает жажда. Из-за дефицита глюкозы в тканях- мишенях для инсулина происходит интенсивный распад жиров, накапливаются токсичные промежуточные продукты. Описанные изменения без лечения инсулином приводят к развитию комы (Слайд 45). Половые железы Половые железы (яичко и яичник) вырабатывают половые гормоны, которые всасываются в кровь. В яичке эндокринную функцию выполняют интерстициалъные эндокриноциты (клетки Лейдига). Это крупные клетки, которые располагаются небольшими скоплениями между извитыми семенными канальцами около кровеносных капилляров. Эти клетки синтезируют и выделяют в кровь мужской половой гормон тестостерон (андроген), который оказывает разностороннее действие на различные клетки мужского организма, стимулируя их рост и функциональную активность. Под влиянием андрогенов происходит развитие вторичных половых признаков (рост бороды, распределение волос и жировой клетчатки на теле, развитие мускулатуры, изменение голоса, характерное строение щитовидного хряща, структуру скелета). Тестостерон оказывает воздействие на обмен веществ – увеличивает синтез белка, уменьшает содержание жира в организме, повышает основной обмен. Важным является воздействие тестостерона на сперматогенез. Низкая концентрация гормона тестостерона активизирует сперматогенез, высокая — тормозит. Женские половые гормоны вырабатываются в яичнике. Клетки фолликулярного эпителия вырабатывают эстрогены (фолликулин), лютеоциты (клетки жёлтого тела) секретируют прогестерон. Эстрогены влияют на развитие наружных женских половых органов, вторичных половых признаков, на рост и развитие опорно-двигательного аппарата, обеспечивая развитие тела по женскому типу. Кроме того, в яичниках во вторую половину менструального цикла выделяется гормон прогестерон, который обеспечивает закрепление оплодотворённой яйцеклетки на слизистой матки (имплантации) и нормальному протеканию первых недель беременности росту и развитию плода, развитию плаценты, молочных желез, а также задерживает рост новых фолликулов. |