Физиология растений и животных. Скопичев В. Г. Физиология растений и животных Направление подготовки 020400 биология Профиль подготовки Биоэкология
 Скачать 35.41 Mb.
|
Глава 20. ФИЗИОЛОГИЯ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ.ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРКЦИИ - (эндокринные) - выделяют свои секреты - инкреты, или гормоны - непосредственно во внутреннюю среду организма - в кровь, лимфу или тканевую жидкость. Не имеют выводных потоков. Гормоны могут вырабатываться не только специализированными железами, но и отдельными клетками в составе органов (тканевые гормоны). Общее значение внутренней секреции - взаимосвязь и взаимодействие между отдельными органами, регуляция целостности и единства функций организма при различных изменениях внешней или внутренней среды. 20.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРМОНОВОБЩИЕ СВОЙСТВА ГОРМОНОВ:
ПО СТРУКТУРЕ: 1. Стероидные - половые гормоны, кортикостероидьг и др. 2. Производные аминокислот - тироксин, адреналин и др. З. Белковые и полипептидные - инсулин, СТГ, вазопрессин и др. Видовой специфичностью обладают только белковые и полипептидные гормоны. ПО ТИПУ ВЛЙЯНИЯ НА ОРГАНИЗМ: 1 - метаболические: влияют на обмен веществ, активность или концентрацию ферментов, проницаемость клеточных мембран; 2 - морфогенетические: стимуляция роста, развития, дифференцировки тканей; метаморфоз; З - кинетические и коррегирующие: влияние на отдельные органы мишени (сердце, сосуды, кишечник, матка и т.д.) путем изменения их функций. ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ: 1 путь - через ЦНС: либо на нервные центры, либо рефлекторно - через рецепторный аппарат органов. 2 путь - прямое влияние на органы и ткани через кровь. Основные механизмы прямого влияния: 1 - изменение проницаемости клеточных мембран для различных веществ; 2 - гормон взаимодействует с рецепторными белками на поверхности мембраны и внутрь клетки не проникает. Посредником между гормоном и внутриклеточными ферментами являются цАМФ, цГМФ; З - гормон проникает внутрь клетки, соединяется с рецепторным белком и взаимодействует с генетическим аппаратом клетки (влияет на синтез РНК, белков, ферментов). ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИЯ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ. Железы внутренней секреции регулируются нервной и гуморальной системами. 1 - прямое нервное влияние - только на эпифиз и мозговой слой надпочечников -через вегетативные нервы; 2 - влияние через гипоталамо-гипофизарную систему (см. ниже п. 2.2.). З - нейро-гуморальное влияние на кровоснабжение желез; 4 - активность желез внутренней секреции зависит от исходного уровня тех функций, которые контролируются данными гормонами. Примеры: От уровня сахара в крови зависит активность тех желез, которые регулируют углеводный обмен - поджелудочной, коры надпочечников и др; от величины артериального давления зависит активность тех желез, которые влияют на кровяное давление - надпочечники, щитовидная и др. 20.2. ГИПОФИЗГИПОФИЗ состоит из трех долей - передней, средней и задней ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА или аденогипофиз. Гормоны: СТГ, АКТГ, ПГ, ЛТГ, ФСГ, ЛГ ФУНКЦИЯ: СТГ, или соматотропный гормон, гормон роста: синтез нуклеиновых кислот и белка, накопление белка; мобилизация жира из депо, расход жира; задержка в организме кальция, фосфора, натрия; рост костей, хрящей внутренних органов стимуляция молокообразования. ТТГ, или тиреотропин, тиреотропный гормон: накопление йода в щитовидной железе, увеличение выработки тироксина. АКТГ, или кортикотропин, адренокортикотропный гормон: стимуляция глюкокортикоидной функции коры надпочечников. ЛТГ, или пролактин, лактотропный гормон: регуляция образования молока, стимуляция желтого тела яичников. ФСГ, или фолликулостимулирующий гормон, фоллитропин: регуляция роста и развития фолликулов у самок, спермогенеза - у самцов. ЛГ, или лютеинизирующий гормон, лютропин: у самок - образование желтого тела в яичниках, у самцов - стимуляция выработки тестостерона. ЛГ совместно с ФСГ регулируют овуляцию. ЛГ и ФСГ называют гонадотропными гормонами, или -гонадотропинами. ‘ ЗАДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА илы нейрогипофиз. Гормоны: окситоцин и вазопрессин. ФУНКЦИИ: ОКСИТОЦИН: сокращение гладких мышц матки и миоэпителиальных клеток молочной железы. У самцов - сокращение гладких мышц спермопроводящих путей. ВАЗОПРЕССИН, или антидиуретический гормон, АДГ: увеличение реабсорбции воды в почечных канальцах, уменьшение реабсорбции натрия, калия, хлоридов. Отсюда - уменьшение диуреза, но увеличение концентрации мочи. Сосудосуживающее действие на артериолы и капилляры, повышение кровяного давления. ПРОМЕЖУТОЧНАЯ или СРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Гормон: меланотонин или интермедин, меланоцитостимулирующий гормон. ФУНКЦИИ: регуляция пигментного обмена кожи, меха, радужной и сетчатой оболочек глаза; адаптация зрительного анализатора. Регуляция активности гипофиза осуществляется при участии гипоталамуса, который, в свою очередь, подчиняется высшим отделам ЦНС, в том числе коре больших полушарий. Кроме того, секреция гипофизарных гормонов зависит от содержания в крови гормонов других желез внутренней секреции по принципу обратной связи. РОЛЬ ГИПОТАЛАМУСА В РЕГУЛЯЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГИПОФИЗА ( ГIIПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНАЯ СИСТЕМА) Гипоталамус - отдел промежуточного мозга.Некоторыми клетками гипоталамуса вырабатываются гормоны, или нейросекреты. Эти гормоны, или релизинги, релизинг-факторы, подразделяют на две группы -либерины (стимулирующие) и статины (тормозящие). В АДЕНОГИПОФИЗ релизинги поступают по кровеносным сосудам (воротная система), в ответ в гипофизе либо вырабатываются, либо прекращают вырабатываться соответствующие гормоны. Каждый гормон передней и средней доли. гипофиза регулируется соответствующими гормонами гипоталамуса. Гормоны задней доли гипофиза (окситоцин и вазопрессин) образуются в гипоталамусе, по аксонам нейронов перемещаются в заднюю долю гипофиза, где накапливаются, активизируются и по мере надобности выделяются в кровь. В гипоталамусе образуются, помимо либеринов и статинов, нейропептиды (энкефалины, эндорфины), обладающие болеутоляюгцим морфиноподобным действием, и играющие роль в регуляции вегетатинвых функций и поведения животных. Таким образом, гипоталамо-гипофизарная система включает в себя три механизма: 1 - гипоталамус-нейрогипофиз 2 - гипоталамус-аденогипофиз З - нейрорегуляторные пептиды 20.3. ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗАГОРМОНЫ: ПРОИЗВОДНЫЕ ТИРОНИНА И ЙОДА ТРИЙОДТИРОНИН ТЕТРАЙОДТИРОНИН(ТИРОКСИН) ТИРЕОКАЛЬЦИТОНИН - ПОЛИПЕПТИД ФУНКЦИИ трийодтиронина и тироксина: 1. Стимуляция обменных процессов: усиление расщепления белков, жиров. углеводов; усиление окислительных процессов; термогенез; активация пищеварительных процессов, повышение продуктивности. 2. Регуляция роста, развития, дифференцировки тканей. Метаморфоз. Формирование костей. Рост шерсти. Развитие нервной ткани и стимуляция нервных процессов. З. Усиление сердечной деятельности, повышение чувствительности сердца к влиянию симпатической нервной системы. РЕГУЛЯЦИЯ секреции трийодтиронина и тироксина: 1. Нервная регуляция. Кора больших полушарий - ретикулярная формация - гипоталамус - вегетативная нервная система. Симпатическая нервная система - усиливает активность щитовидной железы, парасимпатическая - угнетает. 2. Гуморальная регуляция: тиреотропный гормон, адренокортикотропный, соматотропный (гипофизарные гормоны). Уровень сахара в крови (обратная связь). Физиологическая гипофункция щитовидной железы: во время спички. Физиологическая гиперфункция железы: во время беременности, лактации, при повышении молочной продуктивности. ФУНКЦИИ тиреокальцитонина: Понижает уровень кальция и фосфора в крови. Угнетает остеокласты, активизирует остеобласты - кальций и фосфор из крови переходит в костную ткань. Усиливает выведение фосфора с мочой. РЕГУЛЯЦИЯ синтеза тиреокальцитонина зависит от уровня кальция в крови: увеличивается содержание кальция - увеличивается образование тиреокальцитонина. Это и нормализует уровень кальция в крови. 20.4. ПАРАЩИТОВИДНЫЕ (ОКОЛОЩИТОВИДНЫЕ) ЖЕЛЕЗЫ.ГОРМОН: паратгормон (полипептид) ФУНКЦИЯ: повышает уровень кальция в крови и снижает - фосфора; увеличивает всасывание кальция из кишечника; усиливает активность остеокластов, повышает реабсорбцию кальция в почечных канальцах и увеличивает выведение фосфора с мочой. РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИИ ПАРАЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ: гуморальная. Активность железы зависит от уровня кальция в крови (обратная связь): снижение кальция в крови увеличивает синтез гормона. Физиологическая гиперфункция: при лактации и беременности, что связано с большей потребностью матери в кальции. Симпатическая нервная система усиливает функцию околощитовидных желез. 20.5. НАДПОЧЕЧНИКИНАДПОЧЕЧНИКИ состоят из двух зон - корковой и мозговой, которые являются как бы самостоятельными железами внутренней секреции. МОЗГОВАЯ ЗОНА НАДПОЧЕЧНИКОВ ГОРМОНЫ: норадреналин и адреналин (катехоламины) - производные аминокислоты тирозина. Кроме надпочечников, адреналин и норадреналин образуются хромаффинными клетками, разбросанными по всему организму, а также в окончаниях адренергических нервов (медиаторы). ФУНКЦИИ: адреналин и норадреналин обеспечивают экстренную перестройку функций, направленную на повышение работоспособности организма в чрезвычайных условиях (физическая нагрузка, эмоциональное возбуждение, охлаждение и т.п.). 1 - усиливают обменные процессы в клетках - распад гликогена, жира, освобождение энергии. 2 - усиливают работу сердца, повышают кровяное давление; суживают сосуды кожи, брюшных органов; расширяют сосуды работающих скелетных мышц, сердца, мозга. З - уменьшают тонус мышц желудка и кишечника, угнетают секрецию пищеварительных соков; расслабляют бронхи. 4 - повышают возбудимость рецепторов (слуха, зрения). Действия адреналина и норадреналина несколько различны. В тканях имеются альфа- и бета-адренорецепторы. При взаимодействии катехоламинов с альфа-рецепторами наблюдаются эффекты возбуждения (сужение сосудов, сокращение матки и др.). При взаимодействии их с бета-рецепторами наблюдаются тормозные эффекты (расширение сосудов, расслабление бронхов, торможение сокращений матки и др.). Раздражение бета-рецепторов миокарда вызывает стимулирующий эффект. Адреналин влияет на оба типа рецепторов, норадреналин - только на альфа-рецепторы. Этим и объясняются различия в их действии. РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ МОЗГОВОГО СЛОЯ НАДПОЧЕЧНИКОВ Нервная регуляция: Кора больших полушарий: анализ внешних и внутренних раздражений; условно-рефлекторный выброс адреналина перед стартом, перед экзаменом. Лимбическая система, гипоталамус - высшие центры вегетативной нервной системы, и через симпатическую нервную систему (через чревные нервы) - усиливают секрецию гормонов. Гуморальная регуляция: При снижении уровня сахара в крови усиливается функция мозгового слоя надпочечников. КОРА НАДПОЧЕЧНИКОВ В коре надпочечников - З зоны: пучковая, клубочковая и сетчатая. Вырабатывают кортикостероидные гормоны, их предшественники - холестерин и ацетат. ПУЧКОВАЯ ЗОНА - ГОРМОНЫ: глюкокортикоиды - гидрокортизон (или кортизол) и кортикостерон. Из кортизола. но вне надпочечников, образуется кортизон. ФУНКЦИИ: 1 - регуляция обмена веществ. В углеводном обмене: глюконеогенез (из дезаминированных аминокислот и жирных кислот), увеличение уровня сахара в крови и гликогена в тканях. В белковом обмене: распад и синтез белков, дезаминирование аминокислот. В жировом обмене: при недостатке глюкозы - мобилизация жира из депо и использование его в энергетических процессах. Стимуляция водно-минерального обмена. 2 - противовоспалительное действие: уменьшение проницаемости мембран, угнетение выделения гистамина, торможение активности лимфоидной системы, инволюция тимуса, уменьшение лимфатических узлов, уменьшение количества лимфоцитов и эозинофилов в крови, уменьшение синтеза антител. РЕГУЛЯЦИЯ секреции глюкокортикоидов: Адренокортикотропный гормон гипофиза (АКТГ). Секреция АКТГ и глюкокортикоидов увеличивается при стрессах любой этиологии. Зависит от исходного уровня белковых, липидных и углеводных компонентов в крови, и от уровня глюкокортикоидов: при высоком уровне глюкокортикоидов в крови (например, при лечении гормонами) синтез этих гормонов в коре надпочечников уменьшается. КЛУБОЧКОВАЯ ЗОНА - ГОРМОНЫ: минералкортикоиды - альдостерон, дезоксиальдостерон. ФУНКЦИИ: регуляция водно-минерального обмена, кислотно-щелочного равновесия и объема жидких сред в организме - крови, тканевой жидкости. Повышение содержания в крови натрия и снижения калия. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия и хлора из первичной мочи и способствует выведению из организма с мочой калия, водорода и аммония. РЕГУЛЯЦИЯ: зависит от уровня натрия и калия в крови и тканевой жидкости: увеличение содержания в крови натрия тормозит выделение из надпочечников альдостерона. Торможение секреции альдостерона наблюдается также при увеличении объема тканевой жидкости. СЕТЧАТАЯ ЗОНА ГОРМОНЫ: андрогены, эстрогены, прогестерон. ФУНКЦИИ: те же, что и соответствующих гормонов яичников и семенников. Половые гормоны надпочечникового происхождения регулируют функции организма в раннем возрасте (до полового созревания) и в старости. РЕГУЛЯЦИЯ - через гипоталамо-гипофизарную систему. 20.6. ЭНДОКРИННАЯ ФУНКЦИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА - смешанной секреции. Как экзокринная железа (внешней секреции) она вырабатывает поджелудочный сок и выделяет его в кишечник. Как эндокринная железа (внутренней секреции) она вырабатывает гормоны и выделяет их в кровь. ГОРМОНЫ: инсулин, глюкагон, ФУНКЦИИ ГОРМОНОВ. Инсулин: снижение уровня сахара в крови за счет повышения проницаемости клеточных мембран и утилизации глюкозы клетками. Кроме того, участвует в регуляции белкового и жирового обмена. Глюкагон: антагонист инсулина - расщепление гликогена в печени, повышение уровня сахара в крови, расщепление жира в жировой ткани. РЕГУЛЯЦИЯ: Стимулируют выделение инсулина: - парасимпатическая нервная система; - повышенный уровень аминокислот и глюкозы в крови; - секретин, панкреозимин; - снижение инсулиновой активности крови (обратная связь) - АКТГ, СТГ, г Тормозят выделение инсулина: - симпатическая нервная система; - пониженный уровень глюкозы в крови; адреналин, норадреналин, соматостатин. 20.7. ЭНДОКРИННАЯ ФУНКЦИЯ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ - смешанной секреции. Как экзокринные железы, они вырабатывают гаметы (спермии, яйцеклетки). Как эндокринные железы - выделяют в кровь половые гормоны. ЯИЧНИКИ - женские половые железы ГОРМОНЬ1: Эстрогены - образуются в фолликулах. Гестагены - образуются в желтом теле и в плаценте. ФУНКЦИИ: Эстрогены: эстрадиол, эстрон, эстриол. У неполовозрелых животных - рост и развитие половых органов, возникновение половых циклов и их регуляция. Развите вымени. У половозрелых животных - подготовка матки, яйцеводов и влагалища к восприятию спермы и яйцеклетки (пролиферация, набухание, моторика). Стимуляция овуляции (через лютеотропный гормон гипофиза). Возбуждение нервной системы, проявление течки и охоты. Кроме того, эстрогены регулируют белковый, жировой и минеральный обмены в направлении свойственном самкам. Гестагены: прогестерон, релаксин. ПРОГЕСТЕРОН: созревание ооцитов, обеспечение оплодотворения, нормальной беременности (имплантация зародыша, рост и развитие матки, формирование плаценты, торможение сокращений матки, торможение течки и охоты, торможение секреции молока). РЕЛАКСИН: подготавливает матку к родам. Кроме того, у самок в яичниках образуется очень небольшое количество андрогенов - мужских половых гормонов. Они участвуют в образовании фолликулов и стимулируют овуляцию. РЕГУЛЯЦИЯ: через гипоталамо-гипофизарную систему. Фолликуло-стимулирующий гормон гипофиза стимулирует развитие фолликулов и выделение в кровь эстрогенов. Лютеинизирующий гормон гипофиза вызывает развитие желтого тела и образование прогестерона. СЕМЕННИКИ - мужские половьие железы ГОРМОН: тестостерон (основной из группы андрогенов). ФУНКЦИИ: Развитие вторичных половых признаков; рост и развитие добавочных половых желез; регуляция спермогенеза; реализация половых рефлексов и инстинктов. Кроме того, регуляция обмена веществ и кроветворения в направлении, свойственному мужскому организму. РЕГУЛЯЦИЯ: через гонадотропные гормоны гипофиза (ФСГ, ЛГ). 20.8. ТИМУС, ЭПИФИЗ, ТКАНЕВЫЕ ГОРМОНЫТИМУС или вилочковая железа, является одним из важнейших органов, обеспечивающих иммунитет. ГОРМОНЫ: тимозин, тимин, Т-активин. ФУНКЦИИ: контроль за развитием и созреванием Т-лимфоцитов, ответственных за клеточные механизмы иммунитета. РЕГУЛЯЦИЯ: стимулируют образование тимусных гормонов и усиливают иммунитет соматотропин, тироксин, эстрогены; тормозят синтез тимусных гормонов и уменьшают иммунитет глюкокортикоиды, андрогены, прогестерон. ЭПИФИЗ - ГОРМОН: мелатонин. ФУНКЦИИ: угнетение полового созревания (через гипоталамо-гипофизарную систему); регуляция биологических циклов и ритмов (сон - бодрствование, деление клеток, половые циклы у самок, сезонные половые циклы); восприятие зрительных образов, цветоощущение. РЕГУЛЯЦИЯ: секреция мелатонина увеличивается темноте, угнетается на свету. Симпатическая нервная система тормозит синтез мелатонина. ТКАНЕВЫЕ ГОРМОНЫ ТКАНЕВЫЕ ГОРМОНЫ образуются эндокринными клетками, рас положенными не в специальных железах внутренней секреции, а в различных тканях тела. ГОРМОНЫ пищеварительного тракта: гастрин, гастрон, энтерогастрин, энтерогастрон, секретин, панкреозимин - холецистокинин, энтерокринин и др. - регулируют секрецию пищеварительных соков, моторику ворсинок кишечника, выделение желчи и др. функции. ГОРМОНЫ почек: ренин, медуллин, эритрогюэтин. Ренин: взаимодействует с белком крови - ангиотензиногеном, образует ангиотензин I, а затем и ангиотензин II, или гипертензин. Суживает кровеносные сосуды и повышает артериальное давление. Медуллин: расширяет кровеносные сосуды и уменьшает артериальное давление. Эритропоэтин: стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге. ПРОСТАГЛАНДИНЫ - производные высокомолекулярных непредельных жирных кислот. Образуются во всех органах. Влияют на тонус кровеносных сосудов, повышают тонус гладких мышц. У самок регулируют половые циклы, у самцов участвуют в жизнеобеспечении спермиев, проявлении эрекции и эйякуляции. |