Наслаждайтесь. лекции осень. Системный подход в физиологии
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
Механизм действия гормонов стероидной и аминокислотной природы также может быть разделен на четыре этапа: 1. Гормон, имеющий небольшую молекулярную массу, свободно проникает через клеточную мембрану эффекторной клетки-мишени. 2. В цитоплазме гормон по принципу комплементарности взаимодействует с внутриклеточным белком-переносчиком, образуя с ним комплекс. 3. В виде этого комплекса гормон переносится через ядерную мембрану в клеточное ядро, где этот комплекс распадается. 4. Освободившийся в ядре гормон оказывает влияние на генетический аппарат, модулируя синтез РНК, что в свою очередь приводит к изменению биосинтеза белка, в том числе ферментов, которое обусловливает специфический регуляторный эффект гормона. Регуляция гормонообразовательной функции эндокринных желез осуществляется с помощью нервных, гормональных и нейрогормональных механизмов. Прямых нервных влияний на эндосекреторную деятельность желез внутренней секреции, как правило, не наблюдается, за исключением мозгового вещества надпочечников и эпифиза. В основном регуляция деятельности эндокринных желез осуществляется с помощью гормональных и нейрогормональных механизмов. Нейрогормональные механизмы регуляции базируются на кибернетическом принципе отрицательной обратной связи. При избытке концентрации эффекторного гормона в крови тормозится секреция его физиологических стимуляторов-либеринов в гипоталамусе и тропных гормонов в аденогипофизе. При понижении концентрации гормона в крови секреция его физиологических стимуляторов, напротив, увеличивается. Высшим центром нейрогормональной регуляции, который осуществляет перевод регуляции с нервной системы на эндокринную, является гипоталамус. Нейроны гипоталамуса обладают не только способностью генерировать и проводить потенциалы действия, то есть осуществлять импульсную функцию, но и проявляют способность к нейросекреции, то есть способны осуществлять безимпульсную функцию. Благодаря наличию тесных нервных и гуморальных связей гипоталамус образует с гипофизом сложную гипоталамо-гипофизарную систему. В гипоталамо-гипофизарном структурно-функциональном объединении различают две относительно самостоятельные системы. Первая система – гипоталамо-нейрогипофизарная – состоит из нейросекреторных ядер гипоталамуса – супраоптических и паравентрикулярных ядер – и задней доли гипофиза (нейрогипофиза), которые связаны между собой нервным путем – гипоталамо-гипофизарным трактом. Нейросекреторные ядра гипоталамуса секретируют нейрогормоны – специфические биологически активные вещества, которые вырабатываются нейронами и оказывают регулирующие влияния на функции клеток-мишеней. Нейроны супраоптического и паравентрикулярных ядер гипоталамуса синтезируют два нейрогормона: вазопрессин (антидиуретический гормон – АДГ) и окситоцин. По аксонам этих гипоталамических нейронов, образующих гипоталамо-гипофизарный тракт, гранулы, содержащие вазопрессин и окситоцин, медленно (со скоростью 1-4 мм в сутки) транспортируются с током аксоплазмы в нейрогипофиз, где депонируются в клетках – питуицитах и по мере необходимости поступают в кровь, оказывая регулирующее влияние на деятельность эффекторных клеток-мишеней. Вторая система – гипоталамо-аденогипофизарная – включает в себя гипофизотропную зону гипоталамуса и переднюю долю гипофиза, которые связаны между собой воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сетью. В гипофизотропной зоне гипоталамуса синтезируется рилизинг-гормоны или рилизинг-факторы. По своей природе они относятся к нейрогормонам. Рилизинг-гормоны – это нейрогормоны, вырабатываемые в гипофизотропной зоне гипоталамуса, которые гуморальным путем – через воротную гипоталамо-гипофизарную сосудистую сеть поступают в аденогипофиз, где оказывают регулирующее влияние на образование и выделение в кровь тропных и эффекторных гормонов. Выделяют две группы рилизинг-гормонов: либерины и статины. Либерины – это нейрогормоны, вырабатываемые нейронами гипоталамуса, которые по воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сети поступают в переднюю долю гипофиза и оказывают стимулирующее влияние на секрецию гормонов аденогитпофиза. Статины - это нейрогормоны, вырабатываемые нейронами гипоталамуса, которые по воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сети поступают в переднюю долю гипофиза и оказывают тормозящее влияние на секрецию гормонов аденогитпофиза. Рилизинг-гормоны синтезируются в телах гипоталамических нейронов и с аксоплазматическим током транспортируются в область срединного возвышения гипоталамуса, откуда они по воротной сосудистой сети поступают в переднюю долю гипофиза. К либеринам относятся: 1) кортиколиберин, 2) тиролиберин, 3) люлиберин (рилизинг-фактор лютеинизирующего гормона), 4) фолиберин (рилизинг-фактор фолликулостимулирующего гормона), 5) соматолиберин, 6) пролактолиберин, 7) меланолиберин. К статинам относятся: 1) соматостатин, 2) меланостатин, 3) пролактостатин. Регуляция гормонообразовательной функции желез внутренней секреции осуществляется по кибернетическому принципу обратной связи: при избытке эффекторного гормона в крови тормозится синтез и выделение в кровь его физиологических стимуляторов – либеринов и тропных гормонов (отрицательная лбратная связь) или повышается выработка его физиологических ингибиторов – статинов (положительная обратная связь). При понижении концентрации эффекторного гормона в крови выработка либеринов и тропных гормонов увеличивается, а выработка статинов уменьшается. Физиология гипофиза Гипофиз является «центральной» железой внутренней секреции, которая управляет деятельностью «периферических» эндокринных желез. В составе гипофиза различают две доли: переднюю (аденогипофиз) и заднюю (нейрогипофиз). В передней доле гипофиза вырабатываются две группы гормонов белково-пептидной природы: тропные и эффекторные. К тропным гормонам аденогипофиза относятся: 1) тиреотропный гормон (ТТГ); 2) адренокортикотропный гормон (АКТГ); 3) гонадотропные гормоны: фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ). К эффекторным гормонам аденогипофиза относятся: 1) соматотропный гормон (СТГ); 2) пролактин; 3) бета-липотропины; 4) меланоцитстимулирующий гормон (МСГ). Тропные гормоны передней доли гипофиза оказывают регулирующее влияние на строение и функции «периферических» эндокринных желез, в частности на выработку в них эффекторных гормонов. Тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует деятельность щитовидной железы: увеличивает размеры щитовидной железы и ее кровенаполнение; стимулирует разрастание фолликулов и уменьшение их просветов; увеличивает накопление йода в фолликулах; усиливает расщепление тиреогллобулина – предшественника йодсодержащих гормонов в фолликулах щитовидной железы; усиливает синтез йодсодержащих гормонов и их выделение в кровь; тем самым ТТГ повышает концентрацию тироксина и трийодтиронина в крови. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) активирует деятельность коры надпочечников: стимулирует разрастание пучковой зоны коры надпочечников, где вырабатываются глюкокортикоиды, и сетчатойт зоны, где вырабатываются андрогены, эстрогены и прогестерон; увеличивает синтез глюкокортикоидов и половых гормонов в коре надпочечников. Секреция АКТГ возрастает при действии на организм стрессовых факторов – боли, холода, жары, повышенного психоэмоционального напряжения, тяжелой физической работы, - вызывающих активацию симпатоадреналовой системы: повышение тонуса симпатической нервной системы и выброс катехоламинов из мозгового слоя надпочечников в кровь. Катехоламины усиливают синтез и выделение из гипофизотропной зоны гипоталамуса кортиколиберина, который по воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сети поступает в аденогипофиз, где стимулирует секрецию АКТГ. АКТГ, поступая в кровь, оказывает регулирующее влияние на кору надпочечников, что приводит к усилению выработки глюкокортикоидов, которые повышают сопротивляемость организма к действию неблагоприятных факторов. Гонадотропные гормоны аденогипофиза обеспечивают регуляцию репродуктивных процессов. У гипофизэктомированных собак происходит атрофия половых желез и вторичных половых признаков. Введение экстрактов гипофиза в кровь, напротив, активирует функцию половых желез. Выделяют два гонадотропных гормона: фолликулостимулирующий гормон – ФСГ и лютеинизирующий гормон – ЛГ, которые отличаются по своим свойствам и обладают разными физиологическими эффектами. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) оказывает у мужчин преимущественно морфологический эффект: стимулирует пролиферацию (разрастание) сперматогенного эпителия в семенниках. Благодаря этому ФСГ стимулирует сперматогенез. У женщин ФСГ стимулирует рост и развитие фолликулов в яичниках. Для проявления этих эффектов ФСГ необходимо наличие небольших количеств лютеинизирующего гормона (ЛГ) в крови, а также эстрогенов в яичниках и андрогенов в семенниках. Лютеинизирующий гормон (ЛГ) оказывает влияние на морфологические изменения интерстициальной ткани семенников и яичников. ЛГ является ключевым гормоном для выработки мужских и женских половых гормонов, а также для овуляции – выхода яйцеклеток из яичников. Введение ЛГ в организм приводит к увеличению продукции и выделению в кровь эстрогенов у женщин и андрогенов у мужчин. У мужчин ЛГ стимулирует секрецию андрогенов в интерстициальной ткани семенников. В женском организме ЛГ вызывает следующие эффекты: 1) обеспечивает (совместно с действием небольших количеств ФСГ) дозревание граафовых пузырьков, которые становятся способными к овуляции; 2) определяет начало овуляции; 3) способствует формированию желтого тела; 4) стимулирует секрецию прогестерона; 5) способствует развитию интерстициальной ткани яичников и усиливает секрецию эстрогенов; 6) стимулирует секрецию молока молочными железами. Физиологические эффекты гонадотропных гормонов связаны с их стимулирующим влиянием на деятельность половых желез, которое обусловливает повышение концентрации половых гормонов в крови. С другой стороны, половые гормоны, вырабатываемые в яичниках и семенниках, по принципу отрицательной обратной связи подавляют в аденогипофизе продукцию и выделение в кровь ФСГ и ЛГ. Эффекторные гормоны передней доли гипофиза оказывают прямое регулирующее влияние на деятельность эффекторных органов и клеток-мишеней. Соматотропный гормон (СТГ – гормон роста): 1) стимулирует развитие тканей организма, а также линейный рост скелета, трубчатых костей и костей лицевого черепа; 2) оказывает прямое анаболическое влияние на белковый обмен: стимулирует транспорт аминокислот в клетки, а также биосинтез белка из аминокислот; 3) в физиологических дозах повышает уровень глюкозы в крови, а при высоких концентрациях гормона, напротив, снижает уровень глюкозы в крови; 4) стимулирует расщепление жиров (липолиз); 5) усиливает мобилизацию жиров из жировых депо. Избыточная секреция СТГ у детей приводит к развитию гигантизма, который проявляется в пропорциональном увеличении размеров тела. При этом психическое развитие детей происходит нормально. Избыточная секреция СТГ у взрослых приводит к возникновению акромегалии – избыточному разрастанию челюстей, скуловых костей, надбровных дуг и носа, а также спланхомегалии – увеличению размеров внутренних органов (языка, печени, селезенки). Недостаточная секреция СТГ у детей явялется причиной гипофизарного нанизма (карликовости), который проявляется в задержке физического и полового развития. Пролактин (лактотропный гормон) оказывает влияние как на женский, так и мужской организм. У мужчин пролактин стимулирует рост простаты и семенных пузырьков. У женщин пролактин вызывает четыре эффекта: 1) стимулирует образование молока (за счет усиления синтеза белков) и его выделение молочными железами во время лактации; 2) усиливает секрецию прогестерона желтым телом; 3) тормозит секрецию ФСГ и ЛГ; 4) участвует в формировании материнского поведения. Секреция пролактина у женщин увеличивается в конце беременности и после родов. Патологическое увеличение содержания пролактина в крови у небеременных женщин, возникающее в некоторых случаях после прекращения кормления ребенка грудью, приводит к продолжительной секреции молока. Бета-липотропины обладают выраженным прямым жиромобилизирующим и липолитическим действием, а также снижают концентрацию глюкозы в крови. Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) регулирует изменение окраски кожного покрова у низших животных, а также оказывает влияние на меланоциты кожи человека. В организме МСГ вызывает следующее эффекты: 1) влияет на пигментный обмен; 2) увеличивает возбудимость нервной и мышечной тканей; 3) повышает психоэмоциональное напряжение (вызывает повышенную чувствительность, нервозность, беспокойство и чувство страха); 4) активирует световоспринимающий аппарат сетчатки глаза. Влияние МСГ на пигментный обмен проявляется в увеличении размеров клеток-хроматофоров и стимуляции образования в них пигмента меланина, а также в изменении распределения пигмента в коже, в волосах, сетчатке и радужной оболочке глаза. Введение человеку МСГ вызывает через сутки потемнение кожи. Клетки задней доли гипофиза не синтезируют гормоны. Они выполняют функцию депо окситоцина и вазопрессина, которые продуцируются нейронами супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. Физиологические эффекты окситоцина: 1) стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки; 2) стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток молочных желез, что способствует выделению молока во время лактации. Секреция окситоцина увеличивается при беременности, особенно перед родами, а также при кормлении ребенка грудью. Физиологические эффекты вазопрессина (антидиуретического гормона – АДГ): 1) в больших концентрациях повышает артериальное давление за счет сокращения гладкой мускулатуры артериол; 2) уменьшает диурез за счет увеличения реабсорбции воды в почечных канальцах. Синтез АДГ в гипоталамусе и выделение его из задней доли гипофиза в кровь увеличивается: 1) при гиповолемии – уменьшении объема циркулирующей крови; 2) при гиперосмии – увеличении осмотического давления плазмы крови; 3) при болях, стрессах и психоэмоциональных напряжениях. ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ Основные вопросы: Физиология щитовидной и паращитовидных желез. Йодсодержащие гормоны, их роль в регуляции обмена веществ и энергии. Симптомы гипо-и гиперфункции щитовидной железы. Роль тирокальциотонина и паратгормона в регуляции фосфорно-кальциевого обмена. Симптомы гипо- и гиперпаратиреоза. Эндокринная функция островкового аппарата поджелудочной железы. Роль инсулина в регуляции обмена веществ. Симптомы диабета. Функциональная характеристика глюкагона и соматостатина. Гормоны коркового и мозгового вещества надпочечников. Их роль в регуляции физиологических функций. Эндокринные функции половых желез. Функциональное значение эпифиза. Физиология щитовидной железы Щитовидная железа вырабатывает две группы гормонов: йодсодержащие и йоднесодержащие. Йодсодержащие гормоны (йодтиронины) образуются в фолликулах щитовидной железы. Для их синтеза необходим йод, который активно транспортируется из крови в фолликулы. Йод присоединяется к молекуле тиреоглобулина – белка, который синтезируется и накапливается в полости фолликулов. Из тиреоглобулина образуется два йодсодержащих гормона: тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин. Образование йодированных гормонов в фолликулах происходит в три этапа: 1) образование коллоида, 2) йодирование коллоида (тиреоглобулина) и 3) выведение гормонов в кровь. Йодирование тиреоглобулина стимулирует фермент тиреоидпероксидаза. Продуктами йодирования тиреоглобулина являются: 1) монойодтирозин, 2) дийодтирозин, 3) трийодтиронин и 4) тетрайодтиронин (тироксин). Первые два йодированных соединения не обладают гормональной активностью, а вторые два: трийодтиронин и тетрайодтиронин являются активными гормонами. Отношение тироксина и трийодтиронина в молекуле тиреоглобулина составляет 4:1. Выведение гормонов щитовидной железы из фолликулов в кровь происходит после гидролиза тиреоглобулина катепсинами, в результате которого освобождаются йодтиронины. Содержание тироксина в крови выше, чем трийодтиронина. Однако активность трийодтиронина в 4-10 раз больше, чем тироксина. В крови йодтиронины образуют комплексные соединения с тироксинсвязывающим глобулином. Причем, тироксин более прочно связывается с белками плазмы крови, чем трийодтиронин. Поэтому трийодтиронин быстрее и лучше проникает в ткани и проявляет в них большую биологическую активность, чем тироксин. При поступлении тироксина в кровоток часть его захватывается клетками печени, которая является главным органом, регулирующим уровень йодсодержащих гормонов щитовидной железы в крови. В печени тироксин образует парные соединения с глюкуроновой кислотой, которые не обладают гормональной активностью и в составе желчи выводятся в полость двенадцатиперстной кишки (дезинтоксикационная функция печени), а затем удаляются из организма. Основные физиологические эффекты тироксина и трийодтиронина: 1) стимулируют рост и дифференцировку тканей 2) повышают тонус ЦНС и симпатической нервной системы 3) усиливают окислительные процессы в клетках и увеличивают скорость потребления кислорода тканями 4) повышают энергетический обмен 5) повышают содержание глюкозы в крови за счет гликогенолиза 6) увеличивают мобилизацию жира из депо Гипофункция щитовидной железы может быть вызвана в некоторых местностях недостатком йода в воде и пище. Вследствие этого происходит компенсаторное разрастание ткани щитовидной железы. Возникающее при этом заболевание называют эндемическим зобом. У детей при гипофункции щитовидной железы развивается кретинизм, который проявляется в виде: 1) замедления физического развития 2) задержки полового развития ребенка 3) нарушения психических функций (умственного развития) При гипофункции щитовидной железы у взрослых наблюдается микседема, которая характеризуется: 1) снижением уровня основного обмена энергии 2) понижением температуры тела 3) нарушением половых функций 4) понижением возбудимости ЦНС, замедленным мышлением и речью. Гиперфункция щитовидной железы вызывает Базедову болезнь или тиреотоксикоз, который характеризуется: 1) усилением катаболизма – процессов расщепления белков, жиров и углеводов 2) увеличением энергетического обмена 3) пучеглазием (экзофтальмом) 4) тремором конечностей 5) мышечной слабостью 6) тахикардией 7) артериальной гипертензией 8) повышенной возбудимостью ЦНС Регуляция содержания йодтиронинов в крови осуществляется нейрогормональным путем по кибернетическому принципу отрицательной обратной связи. Снижение концентрации йодсодержащих гормонов в крови стимулирует синтез и выделение тиролиберина в гипофизотропной зоне, который по воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сети поступает в аденогипофиз, где усиливает образование и поступление в кровь тиреотропного гормона (ТТГ). ТТГ оказывает стимулирующее влияние на деятельность щитовидной железы и в первую очередь, на выработку и выделение в кровь йодтиронинов. При повышении концентрации йодсодержащих гормонов в крови выработка тиролиберина в гипоталамусе и ТТГ в аденогипофизе, напротив, снижается, что обусловливает уменьшение секреции йодтиронинов в щитовидной железе. К йоднесодержащим гормонам щитовидной железы относится тирокальцитонин (кальцитонин), который образуется парафолликулярными клетками, расположенными за пределами железистых фолликулов. Основные физиологические эффекты тирокальцитонина: 1) понижает концентрацию ионов кальция в крови 2) повышает содержание фосфатов в крови Понижение концентрации ионов кальция в крови под влиянием тирокальцитонина происходит вследствие повышения активности остеобластов, принимающих участие в образовании новой костной ткани, и угнетения функции остеокластов, разрушающих костную ткань, а также за счет снижения реабсорбции (обратного всасывания) ионов кальция в почечных канальцах и тонкой кишке. Увеличение содержания фосфатов в крови обусловлено повышением их реабсорбции в почечных канальцах и кишке. |