Физиология человека. Косицкий. Литература москва Медицина 1985 Для студентов медицинских институтов
 Скачать 7.39 Mb.
|
|
ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В ткани щитовидной железы содержится йод, который входит в состав гормонов, образуемых фолликулами этой железы. Характерной особенностью клеток этой железы является их способность поглощать йод, так что его концентрация внутри клеток в 300 раз выше, чем в плазме крови. . Поступление йода внутрь клетки против концентрационного градиента возможно благодаря особому механизму — «йодному насосу», локализующемуся в мембране клетки и требующему для своей работы значительной затраты энергии. Источником энергии активного транспорта ионов йода является аденозинтрифосфорная кислота. Предполагается, что йод вступает в обратимые соединения с какими-то веществами, находящимися на клеточной мембране и выполняющими роль переносчиков йода. При недостатке йода, необходимого для синтеза гормонов щитовидной железы, ткань железы разрастается — возникает зоб. . В железе синтезируются йодированные соединения: монойодтирозин и дийодтиро- зин. Они образуют в клетках фолликулов железы комплексное соединение с белком — тиреоглобулин, который может сохраняться в фолликулах в течение нескольких месяцев; При его гидролизе протеазой, вырабатываемой клетками железы, освобождаются активные гормоны — трийодтиронин и тетрайодтиронин или тироксин. Трийодтиронин и тироксин переходят в кровь, где связываются с белками плазмы крови тироксинсвязы- вающим глобулином (ТСГ), тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА) и альбумином, являющимися переносчиками гормонов. В тканях эти комплексы расщепляются, освобождая тйроксин- и трийодтиронин. Содержание в плазме крови тироксина, не связанного с белками, составляет всего около 0,1% всего количества этого гормона в крови. Однако именно не связанный с белками тироксин оказывает свое физиологическое действие. Связанный же с белками тироксин является резервом, из которого по мере уменьшения содержания в крови свободного тироксина, освобождаются новые его активные порции. Трийодтиронин физиологически более активен, чем тироксин, количество его в плазме крови в 20 раз меньше. Характерное действие гормонов щитовидной железы — усиление энергетического обмена — при введении тироксина начинается через 24 ч и достигает максимума через 12 дней. При введении трийодтиронина повышение энергетического обмена начинается через б—12 ч. Если же вводится трийодтироуксусная кислота,' повышение об мена начинается немедленно. На этом основании полагают, что активным началом, дей ствующим на обмен ^веществ, является трийодтироуксусная кислота. Ее образование i тканях из трийодтиронина. происходит быстрее, чем из тироксина- Тироксин, трийодтиронин, трийодтироуксусная кислота и некоторые другие йодиро ванные соединения, образуемые щитовидной железой, резко усиливают окислительны* процессы. В наибольшей мере активизируются окислительные процессы в митохондриях, что .ведет к усилению энергетического обмена клетки. Значительно увеличивается основной обмен. Растет потребление кислорода и выделение углекислоты. Организм становится чувствительным к недостатку кислорода; он плохо переносит пребывание на больших высотах. Теплообразование значительно превосходит норму. Большая затрата энергии при работе приводит к быстро возникающему утомлению. Тироксин усиливает расходование углеводов, жиров и белков. Возникает похудание и интенсивное потребление тканями глюкозы из крови.^ Убыль глюкозы из крови возмещается ее пополнением за счет усиленного распада гликогена в печени и мышцах. Усиленное расходование жиров при введении тироксина ведет к уменьшению дыхательного коэффициента До 0,75 (т. е. приближает его к дыхательному коэффициенту, характерному для окисления жира). Интенсивное расходование белков приводит к увеличению количества азота в моче и дезаминирования аминокислот в печени. Действие гормона осуществляется путем непосредственной стимуляции процессов митохондриального окисления при снижении его эффективности, в результате чего образование АТФ может снижаться {разобщение дыхания и фосфорилирования). Гормоны щитовидной железы ускоряют развитие организма. Йодосодержащие гормоны щитовидной железы оказывают стимулирующее влияние на ЦНС. При многодневном введении собакам больших доз тироксина животные становятся беспокойными, часто вздрагивают; сухожильные {например, коленный) рефлексы усиливаются, появляется дрожание (тремор) конечностей, особенно если конечность вытянута и не имеет опоры. Йодосодержащие гормоны щитовидной железы накапливаются в структурах ретикулярной формации ствола мозга в больших количествах, чем в других отделах ЦНС, и, повышая ее тонус, оказывают, таким образом, активирующее влияние на кору больших полушарий мозга. Тирокальцитонин. Кроме йодсодержащих гормонов, в щитовидной железе образуется тирокальцитонин, снижающий содержание кальция в крови. Под влиянием тирокаль- 1 цитонина угнетается функция остеокластов, разрушающих костную ткань, и активируется функция остеобластов, способствующих образованию костной ткани и поглощению ионов Са2+ из крови, Тирокальцитонин — гормон, сберегающий кальций в организме. Местом образования тирокальцитонина являются парафолликулярные клетки, расположенные вне железистых фолликулов щитовидной железы и отличающиеся по своему эмбриогенезу. Обнаружены видовые различия тирокальцитонина человека и животных. ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ ОКОЛОЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ У человека имеются четыре околощитовидные железы, две из которых расположены на задней поверхности щитовидной железы и две — у нижнего полюса, а иногда в ее ткани. Общая масса всех четырех паращитовидных желез у человека составляет всего лишь 100 мг. • . Изменения, возникающие в организме при недостаточной и избыточной функции околощитовидных желез. Через несколько дней после удаления данных желез у собак возникают постепенно усиливающиеся и учащающиеся приступы судорог скелетной мускулатуры (паратиреопризная тетания). Отсутствие паращитовидных желез приводит к смерти, причиной которой являются судороги дыхательных мышц. Судорожные припадки после удаления около щитов ид ных желез обусловлены нарушением состояния ЦНС. После перерезки двигательных нервов судороги денервированных мышц не возникают. Паратиреопривная тетания развивается вследствие понижения уровня кальция в крови и спинномозговой жидкости. Введение солей кальция таким животным предупреждает развитие тетании. При тетании нарушаются также функции печени; в крови обнаруживается токсичный карбаминово- кислый аммоний. При недостаточности внутрисекреторной функции околощитовидных желез у человека (гипопаратиреоз) вследствие падения уровня кальция в крови резко повышается возбудимость ЦНС и возникают приступы судорог. При скрытой тетании, возникающей при легкой недостаточности околощитовидных желез, судороги мышц лица и рук появляются только при надавливании на нерв, иннервирующий эти .мышцы. У детей с врожденной недостаточностью паращитовидных желез содержание кальция в крови снижено, нарушен рост костей, зубов и волос, наблюдаются длительные сокращения мышечных групп (предплечья, грудной клетки, глотки и др.). Избыточная функция (гиперпарати- с недостаточностью паращитовидных желез, реоз) околощитовидных желез наблюдается Стрелкой отмечен момент введения гормона. ДОВОЛЬНО редко, например При ОПухОЛИ OKO- лощитовидной железы. При этом содержание кальция в крови увеличено, а количество неорганического фосфата уменьшено. Развивается остеопороз, т. е. разрешение костной ткани, мышечная слабость (вынуждающая больного постоянно лежать), боли в спине, ногах и руках. Своевременное удаление опухоли восстанавливает нормальное состояние. Околощитовидные железы продуцируют паратгормон. При недостатке паратгормона понижается, а при избытке повышается содержание кальция в крови. Одновременно в первом случае увеличивается содержание в крови фосфатов и уменьшается их выделение с мочой, а во втором случае — понижается количество фосфатов в крови и повышается их выделение с мочой. Паратгормон активирует функцию остеокластов, разрушающих костную ткань. В организме паратгормон вызывает разрушение костной ткани с выходом из нее ионов кальция (вследствие чего и повышается их концентрация в крови). Паратгормон усиливает всасывание кальция в кишечнике и процессы его реабсорбции в канальцах почки. Все это ведет к значительному нарастанию уровня кальция в крови (вместо нормальных 9—11 мг% до 18 мг% и выше). Одновременно снижается концентрация неорганических фосфатов в крови и увеличивается их выделение с мочой (рис, 109).  Часы Рис. 109. Влияние инъекции 75 единиц паратгормона на уровень кальция и фосфора в сыворотке крови (вверху) и выделение кальция и фосфора с мочой (внизу) у больного В норме концентрация ионов Са2+ в плазме крови поддерживается на постоянном уровне, являясь одним из наиболее точно регулируемых параметров внутренней среды. Падение уровня кальция в крови, омывающей железу, приводит к усилению секреции паратгормона и, следовательно, к увеличению поступления кальция в кровь из его костных депо. Наоборот, повышение содержания этого электролита в крови, омывающей паращитовидные железы, непосредственно угнетает выделение паратгормона (и усили вает образование тирокальцитонина), в результате чего количество кальция в крови снижается. Таким образом, между содержанием кальция в крови и внутренней секрецией околощитовидных желез (и парафолликулярных клеток щитовидной железы) имеется непосредственная двусторонняя связь: смещение концентрации кальция в омывающей их крови вызывает изменения секреции тирокальцитонина и паратгормона, а последние регулируют содержание кальция в крови. Указанные реакции железы на изменение содержания Са2+ в крови не опосредованы какими-либо нервными или гуморальными механизмами. Они являются прямыми и воз-, никают не только в целом организме, но и при перфузии изолированной железы кровью, содержащей большее или меньшее по сравнению с нормой количество кальция. ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Гистологическими исследованиями поджелудочной железы установлено, что в ней наряду с секреторным эпителием, выделяющим пищеварительные ферменты, существуют особые группы клеток — белые отростчатые эпидермоциты (островки Лангерганса — по имени открывшего их исследователя) . Эти эпидермоциты не имеют выводных протоков и выделяют свой секрет непосредственно в кровь. Еще в конце XIX в. было установлено, что-у собаки через 4—5 ч после удаления поджелудочной железы начинается выделение сахара с мочой. Резко повышается содержание глюкозы в крови. Потеря сахара с мочой приводит к тому, что животное худеет, пьет много воды, становится прожорливым. Все эти.явления оказались аналогичны тем,, которые наблюдаются у человека при сахарном диабете. После пересадки животному поджелудочной железы в какой-либо другой участок тела, например под кожу, проявления сахарного диабета исчезали. . Для сахарного диабета характерно повышение содержания глюкозы в крови (гипергликемия) до 1.0 ммоль/л (200 мг%) и даже больше, вместо 4,4±1,1 ммоль/л (100— 120 мг%) в норме. Это связано с тем, что при диабете поступившая в кровь глюкоза не полностью утилизируется тканями и не превращается в гликоген печени. Повышение содержания глюкозы в крови, а следовательно, и в клубочковом фильтрате приводит к тому, что эпителий почечных канальцев не'реабсорбирует глюкозу полностью, вследствие чего она выделяется с мочой (глюкозурия). Возникает потеря сахара с мочой — сахарное мочеизнурение. Количество мочи увеличено (полиурия). Причина этого явления заключается в том, что при большом содержании глюкозы в моче почечных канальцев эта нереабсорбиро- ванная глюкоза, создавая высокое осмотическое давление мочи, удерживает в ней воду. Последняя недостаточно всасывается канальцами, и количество выделяемой почками мочи оказывается увеличенным. Обеднение организма водой вызывает у больных диабетом сильную жажду, что приводит к обильному приему воды (полидипсия). В связи с выведением глюкозы с мочой резко увеличивается расходование белков и жиров в качестве веществ, обеспечивающих энергетический обмен организма. Об усилении процессов сгорания жиров и белков свидетельствует снижение дыхательного коэффициента нередко ДО 0,7. В организме накапливаются продукты неполного окисления жиров, к числу которых относятся кетоновые тела: р-оксимасляная и. ацетоуксусная кислоты. В тяжелых случаях интенсивное образование кислых продуктов расщепления жиров и дезаминирование аминокислот в печени вызывают сдвиг активной реакции крови в кислую сторону — ацидоз. Накопление кетокислот и ацидоз могут вызывать тяжелое, угрожающее смертью состояние — диабетическую кому, которая протекает с потерей сознания, нарушением дыхания и кровообращения. 193 Рписанные расстройства связаны со снижением гормональной функции поджелудочной железы. 7 Физиология человека ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Белые отростчат.ые эпидермоциты (островки Лан.герганса) состоят из клеток трех типов: а-, {3- и у-клеток. Среди них больше всего р-клеток (у собак около 75 %); они небольших размеров и имеют зернистую протоплазму. Бета-клетки выделяют инсулин (от латинского слова insula — островок). Альфа- клетки островков.вырабатывают гормон глюкагон. По данным некоторых авторов, эпителии мелких протоков поджелудочной железы выделяет гормон липокаин. В экстрактах этой железы найдены еще два гормона — ваготонини центропнеин. Инсулин. Попытки извлечь из поджелудочной железы инсулин долгое время оставались тщетными, так как этот гормон является полипептидом и разрушается трипсином, содержащимся в ткани вырезанной из организма поджелудочной железы. . . В 1902 г. J1. В. Соболев предложил два способа, позволяющих предотвратить разрушение инсулина. Один из этих способов состоит в том, что у животного перевязывают протоки поджелудочной железы за несколько дней до ее удаления. Это вызывает дегенерацию и гибель внешнесекретор- ного эпителия. Вследствие этого в железе не содержится более сока, который мог бы вызвать ферментативное расщепление инсулина. Второй способ состоит в том, что инсулин получают из поджелудочной железы эмбрионов, в которой еще не., образуется пищеварительных ферментов. В 1922 г. Баитинг и Бест, применив первый из этих способов, получили активные препараты инсулина. Инсулин является лечебным средством при диабете. Он поддерживает жизнь не менее чем 30 млн. живущих на планете больных диабетом, причем 30—40% из них нуждаются в постоянном ежедневном введении инсулина. Инсулин (полипептид) удалось синтезировать химическим путем. Это был первый белок, полученный синтетически вне организма. Инсулин, полученный из поджелудочной железы разных видов животных, различается расположением аминокислот в молекуле. Молекула инсулина не . содержит цинка, однако способна связывать цинк; при этом эффект действия инсулина удлиняется и усиливается. . ■ Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению со скоростью перехода глюкозы в клетки в .среде, не содержащей инсулина. Ферментативные реакции, приводящие к утилизации глюкозы,— фосфорилирование и окисление ее, а также образование гликогена протекают внутри клетки. Способствуя транспорту глюкозы внутрь клетки, инсулин тем самым обеспечивает ее утилизацию. Вместе с тем он не оказывает влияния на утилизацию углеводов бесклеточными гомоге- натами тканей (гомогенаты получают путем растирания клеток, при котором разрушаются клеточные мембраны), так как механизм влияния инсулина на углеводный обмен связан именно с действием его на проницаемость клеточной мембраны. v Увеличение транспорта глюкозы через мембраны мышечных волокон при действии инсулина способствует синтезу гликогена и накоплению его в мышечных волокнах. В клетках жировой ткани инсулин стимулирует образование жира из глюкозы. Под влиянием инсулина возрастает проницаемость клеточной мембраны и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки. Инсулин стимулирует синтез информационной РНК и этим также способствует синтезу белков. Мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и,в отсутствие инсулина. Предполагают, что этот гормон действует непосредственно на углеводный обмен печеночных клеток, активируя синтез гликогена. Возникающий после введения больших доз инсулина переход значительного количества глюкозы из плазмы крови внутрь клеток скелетной мускулатуры, сердечной мышцы, гладких мышц, молочной железы и некоторых других органов вызывает'падение уровня глюкозы в крови и вследствие этого недостаточное поступление глюкозы в клетки нервной системы (на проницаемость которых инсулин не действует). Поэтому головной и спинной мозг начинает испытывать острый недостаток глюкозы, которая является основным источником энергии для нервных клеток. Когда содержание сахара в крови падает до 2,5 ммоль/л (45—50 мг%) возникает острое нарушение деятельности мозга — гипогликемическая кома. Появляются периодические приступы судорог, затем падение мышечного тонуса, понижение температуры тела, потеря сознания. Гипогликемическая кома может возникать даже под влиянием небольшой Дозы инсулина, если он вводится натощак, когда глюкоза из пищеварительного тракта в кровь не поступает. Внутривенное введение раствора глюкозы немедленно купирует гипогликемическую кому. Глюкагон. Второй гормон поджелудочной железы — глюкагон — выделяется а^клетками белых отростчатых эпидермоцитов, Глюкагон стимулирует внутри клетки переход неактивной фосфорилазы (фермента, принимающего участие в расщеплении гликогена с образованием глюкозы) в активную форму и тем самым усиливает расщепление гликогена (в печени, но не в мышцах), повышая уровень сахара в крови. Одновременно глюкагон стимулирует синтез гликогена в печени из аминокислот. Глюкагон тормозит синтез жирных кислот в печени, но активирует печеночную липазу, способствуя расщеплению жиров. Он стимулирует также расщепление жира в жировой ткани. Глюкагон повышает сократительную функцию миокарда, не влияя на его возбудимость. РЕГУЛЯЦИЯ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Выделение инсулина белыми отростчатыми эпидермоцитами (островки Дангерган- са-) происходит непрерывно, но интенсивность его образования не всегда одинакова. Образование инсулина (а также глюкагона) регулируется уровнем глюкозы в крови. Увеличение содержания глюкозы в крови после приема ее больших количеств, а также при гипергликемий, связанной с напряженной физической работой и эмоциями, повышает секрецию инсулина. Наоборот, понижение уровня глюкозы в крови тормозит секрецию инсулина, но повышает секрецию глюкагона. Глюкоза влияет на а- и ^-клетки ■поджелудочной железы непосредственно. Это влияние наблюдается в опытах на денервированной или изолированной поджелудочной железе: повышение в перфузирующей ее крови содержания глюкозы приводит к усиленному выделению инсулина, а понижение — к выделению глюкагона. Образование инсулина повышается во время пищеварения и уменьшается натощак. Увеличенная секреция инсулина во время пищеварения обеспечивает усиленное образование в печени и мышцах гликогена из глюкозы поступающей в это врем^г в кровь из кишечника. Концентрация инсулина в крови зависит не только от интенсивности образования этого гормона, но и от скорости его разрушения. Инсулин разрушается ферментом инсулипазой, находящейся в печени и скелетных мышцах. Наибольшей активностью обладает инсулиназа печени. При однократном протекании через.печень крови может разрушиться До 50 % содержащегося в ней инсулина. Инсулин может быть не только разрушен инсулиназой, но и инактивирован присутствующими в крови его антагонистами. Один из них — синальбумин — препятствует действию инсулина на проницаемость клеточных мембран. Уровень глюкозы в крови, помимо инсулина и глюкагона, регулируется соматотроп- ньш гормоном гипофиза, а также гормонами надпочечников. ■ ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ НАДПОЧЕЧНИКОВ Надпочечники состоят из мозгового и коркового вещества, которое представляет собой разные по структуре и функциям, железы внутренней секреции, выделяющие резко отличающиеся по своему действию гормоны. МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО НАДПОЧЕЧНИКОВ Мозговое вещество надпочечников состоит из хромаффинных клеток, эмбриогенети- чески родственных, клеткам симпатической нервной системы. Они окрашиваются двух- ромовокислым калием в желто-коричневый цвет, что и послужило поводом назвать их хромаффинными. Хромаффинные клетки встречаются не только в мозговом веществе надпочечников, но и в других участках тела: на аорте, у места разделения сонных артерий, среди,клеток симпатических ганглиев малого таза, иногда в толще отдельных ганглиев симпатической цепочки. Все эти клетки относят к так называемой адреналовой системе,, так как они вырабатывают адреналин и близкие к нему физиологически активные вещества. |