Гормоны внутренней секреции — Железы внутренней секреции

Гормоны внутренней секреции

Железы внутренней секреции

Физиология желез внутренней секреции

Физиология внутренней секреции — раздел физиологии, который изучает закономерности синтеза, секреции, транспорта физиологически активных веществ и механизмы их действия на организм.

Эндокринная система — функциональное объединение всех инкреторных клеток, тканей и желез организма, осуществляющих гормональную регуляцию.

Железы внутренней секреции (эндокринные железы) выделяют гормоны непосредственно в межклеточную жидкость, кровь, лимфу и церебральную жидкость. Совокупность эндокринных желез образует эндокринную систему, в которой можно выделить несколько составляющих частей:

• собственно железы внутренней секреции, не имеющие других функций. Продуктами их деятельности являются гормоны;
• железы смешанной секреции, выполняющие наряду с эндокринной и другие функции: поджелудочная, вилочковая и половые железы, плацента (временная железа);
• железистые клетки, локализующиеся в различных органах и тканях и секретирующие гормоноподобные вещества. Совокупность этих клеток образует диффузную эндокринную систему.

Эндокринные железы подразделяются на группы. По их морфологической связи с ЦНС они делятся на центральные (гипоталамус, гипофиз, эпифиз) и периферические (щитовидная, половые железы и др.).

Таблица. Железы внутренней секреции и их гормоны

Железы

Выделяемые гормоны

Функции

Либерины и статины

Регуляция секреции гипофизарных гормонов

Тройные гормоны (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, ЛТГ)

Регуляция деятельности щитовидной, половых желез и надпочечников

Регуляция роста организма, стимуляция белкового синтеза

Вазопрессин (антидиуретический гормон)

Влияет на интенсивность мочевыделения,регулируя количество выделяемой организмом воды

Тиреоидные (йодосодержащие) гормоны — тироксин и др.

Повышают интенсивность энергетического обмена и роста организма, стимуляция рефлексов

Контролирует обмен кальция в организме, «сберегая» его в костях

Регулирует концентрацию в крови кальция

Поджелудочная железа (островки Лангерганса)

Снижение уровня глюкозы в крови, стимуляция печени на превращение глюкозы в гликоген для запасания, ускорение транспорта глюкозы в клетки (кроме нервных клеток)

Повышение уровня глюкозы в крови, стимулирует быстрое расщепление гликогена до глюкозы в печени и превращение белков и жиров в глюкозу

Повышение уровня глюкозы в крови (поступление из печени дня покрытия энергетических затрат); стимуляция сердцебиения, ускорение дыхания и повышение кровяного давления

Одновременное повышение глюкозы в крови и синтеза гликогена в печени влияют 10 жировой и белковый обмен (расцепление белков) Устойчивость к стрессу, противовоспалительное действие

Увеличение натрия в крови, задержка жидкости в организме, увеличение кровяного давления

Эстрогены /женские половые гормоны), андрогены (мужские половые

Обеспечивают половую функцию организма, развитие вторичных половых признаков

Свойства, классификация, синтез и транспорт гормонов

Гормоны — вещества, выделяемые специализированными эндокринными клетками желез внутренней секреции в кровь и оказывающие специфическое действие на ткани-мишени. Тканями-мишенями называются ткани, обладающие очень высокой чувствительностью к определенным гормонам. Например, для тестостерона (мужского полового гормона) органом-мишенью являются семенники, а для окситоцина — миоэпителий молочных желез и гладкие мышцы матки.

Гормоны могут оказывать несколько эффектов на организм:

• метаболический эффект, проявляющийся в изменении активности синтеза ферментов в клетке и в повышении проницаемости мембран клеток для данного гормона. При этом изменяется метаболизм в тканях и органах-мишенях;
• морфогенетичеекий эффект, заключающийся в стимуляции роста, дифференцировки и метаморфоза организма. В этом случае происходят изменения в организме на генетическом уровне;
• кинетический эффект заключается в активации определенной деятельности исполнительных органов;
• коррегирующий эффект проявляется изменением интенсивности функций органов и тканей даже в отсутствие гормона;
• реактогенный эффект связан с изменением реактивности ткани к действию других гормонов.

Таблица. Характеристика гормональных эффектов

Существует несколько вариантов классификации гормонов. По химической природе гормоны подразделяются на три группы: полипептидные и белковые, стероидные и производные аминокислоты тирозина.

По функциональному значению гормоны также подразделяют на три группы:

• эффекторные, действующие непосредственно на органы-мишени;
• тропные, которые вырабатываются в гипофизе и стимулируют синтез и выделение эффекторных гормонов;
• регулирующие синтез тропных гормонов (либерины и статины), которые выделяются нейросекреторными клетками гипоталамуса.

Гормоны, имеющие различную химическую природу, обладают общими биологическими свойствами: дистантностью действия, высокой специфичностью и биологической активностью.

Стероидные гормоны и производные аминокислот не обладают видовой специфичностью и оказывают одинаковое действие на животных разных видов. Белковые и пептидные гормоны обладают видовой специфичностью.

Белково-пептидные гормоны синтезируются в рибосомах эндокринной клетки. Синтезированный гормон окружается мембранами и выходит в виде везикулы к плазматической мембране. По мере продвижения везикулы гормон в ней «дозревает». После слияния с плазматической мембраной везикула разрывается и гормон выделяется в окружающую среду (экзоцитоз). В среднем период от начала синтеза гормонов до их появления в местах секреции составляет 1-3 ч. Белковые гормоны хорошо растворимы в крови и не требуют специальных переносчиков. Они разрушаются в крови и тканях с участием специфических ферментов — протеиназ. Полупериод их жизни в крови составляет не более 10-20 мин.

Стероидные гормоны синтезируются из холестерина. Полупериод их жизни находится в пределах 0,5-2 ч. Для этих гормонов имеются специальные переносчики.

Катехоламины синтезируются из аминокислоты тирозина. Полупериод их жизни очень короткий и не превышает 1-3 мин.

Кровь, лимфа и межклеточная жидкость транспортируют гормоны в свободном и связанном виде. В свободном виде переносится 10% гормона; в связанном с белками крови — 70-80% и в адсорбированном на форменных элементах крови — 5-10% гормона.

Активность связанных форм гормонов очень низкая, так как они не могут взаимодействовать со специфическими для них рецепторами на клетках и тканях. Высокой активностью обладают гормоны, находящиеся в свободном виде.

Разрушаются гормоны под влиянием ферментов в печени, почках, в тканях-мишенях и самих эндокринных железах. Выводятся гормоны из организма через почки, потовые и слюнные железы, а также желудочно-кишечный тракт.

Регуляция деятельности желез внутренней секреции

В регуляции деятельности желез внутренней секреции принимают участие нервная и гуморальная системы.

Гуморальная регуляция — регуляция при помощи различных классов физиологически активных веществ.

Гормональная регуляция — часть гуморальной регуляции, включающая регуляторные эффекты классических гормонов.

Нервная регуляция осуществляется в основном через гипоталамус и выделяемые им нейрогормоны. Нервные волокна, иннервирующие железы, влияют только на их кровоснабжение. Поэтому секреторная активность клеток может изменяться только под влиянием определенных метаболитов и гормонов.

Гуморальная регуляция осуществляется посредством нескольких механизмов. Во-первых, прямое влияние на клетки железы может оказывать концентрация определенного вещества, уровень которого регулируется данным гормоном. Например, секреция гормона инсулина увеличивается при повышении в крови концентрации глюкозы. Во-вторых, деятельность одной железы внутренней секреции могут регулировать другие железы внутренней секреции.

Рис. Единство нервной и гуморальной регуляции

В связи с тем что основная часть нервных и гуморальных путей регуляции сходится на уровне гипоталамуса, в организме образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. И основные связи между нервной и эндокринной системами регуляции осуществляются посредством взаимодействия гипоталамуса и гипофиза. Нервные импульсы, поступающие в гипоталамус, активируют секрецию рилизинг-факторов (либеринов и статинов). Органом-мишенью для либеринов и статинов является передняя доля гипофиза. Каждый из либеринов взаимодействует с определенной популяцией клеток аденогипофиза и вызывает в них синтез соответствующих гормонов. Статины оказывают на гипофиз противоположное действие, т.е. подавляют синтез определенных гормонов.

Таблица. Сравнительная характеристика нервной и гормональной регуляции

Нервная регуляция

Гормональная регуляция

Филогенетически более молодая

Точное, локальное действие

Быстрое развитие эффекта

Контролирует преимущественно «быстрые» рефлекторные ответные реакции всего организма или отдельных структур на действие различных раздражителей

Филогенетически более древняя

Диффузное, системное действие

Медленное развитие эффекта

Контролирует преимущественно «медленные» процессы: деление и дифференцировку клеток, обмен веществ, рост, половое созревание и т.д.

Примечание. Оба вида регуляции взаимосвязаны и влияют друг на друга, образуя единый скоординированный механизм нервно-гуморальной регуляции при ведущей роли нервной системы

Рис. Взаимодействие желез внутренней секреции и нервной системы

Взаимосвязи в эндокринной системе могут происходить и по принципу «плюс-минус взаимодействия». Этот принцип впервые был предложен М. Завадовским. Согласно этому принципу, железа, продуцирующая гормон в избыточном количестве, оказывает тормозящее действие на его дальнейшее выделение. И наоборот, недостаток определенного гормона способствует усилению его секреции железой. В кибернетике такая связь называется «обратной отрицательной связью». Эта регуляция может осуществляться на разных уровнях с включением длинной или короткой обратной связи. Факторами, подавляющими выделение какого-либо гормона, могут быть концентрация в крови непосредственно гормона или продуктов его метаболизма.

Эндокринные железы взаимодействуют и по типу положительной связи. При этом одна железа стимулирует другую и получает от нее активирующие сигналы. Такие взаимосвязи типа «плюс-плюс взаимодействия» способствуют оптимизации метаболима и быстрому выполнению жизненно важного процесса. При этом, после достижения оптимального результата, для предотвращения гиперфункции желез включается система «минус взаимодействия». Смена таких взаимосвязей систем постоянно происходит в организме животных.

Эндокринная система человека — железы внутренней секреции и гормоны (Таблица)

Железы организма человека

Железы человека делятся на экзокринные (внешней секреции) и эндокринные (внутренней секреции).

Регуляция деятельности желез осуществляется нервной системой и некоторыми гормонами.

Экзокринные железы (внешней секреции) — имеющие выводные протоки и выделяющие свои секреты (ферменты и другие биологически активные вещества) на поверхность тела или в полости тела.

Железы внешней секреции

Железы внешней секреции

Выводные протоки выходят на поверхность тела

Выводные протоки открываются в полости тела

Смешанные железы, одновременно являющиеся железами внутренней секреции

— железы двенадцатиперстной кишки

Эндокринная система человека (железы внутренней секреции)

Эндокринная система — совокупность основных желез внутренней секреции, согласованная деятельность которых обеспечивает (совместно с нервной системой) регуляцию всех жизненно важных функций организма.

Эндокринные железы (внутренней секреции) — не имеющие выводных протоков и выделяющие вырабатываемые ими гормоны непосредственно в кровь или лимфу.

Ниже показана схема расположения эндокринных желез человека:

1 — подбугровая область головного мозга (гипоталамус);

2 — нижний придаток мозга (гипофиз);

3 — щитовидная железа;

4 — вилочковая железа;

5 — островковый аппарат поджелудочной железы (островки Лангерганса);

6 — яичник (у женщины);

7 — яичко (у мужчины);

9 — паращитовидные железы;

10 — шишковидное тело (эпифиз).

Гормоны человека

Гормоны (от греч, hormao — побуждаю, привожу в действие) — биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции.

1. Орган, на который действуют гормоны, может быть расположен далеко от желез

2. Гормоны действуют только на живые клетки

3. Действие гормонов строго специфично; некоторые действуют лишь на определенные органы-мишени, другие влияют на строго определенный тип обменных процессов

4. Гормоны обладают высокой биологической активностью и оказывают действие в очень низких концентрациях

1. Обеспечивают рост и развитие организма

2. Обеспечивают адаптацию организма к постоянно меняющимся условиям окружающей среды

Железы внутренней секреции и выделяемые ими гормоны

Гипоталамус. Выделяет либерины, которые стимулируют выработку гипофизом гормонов, и статины, тормозящие выработку гормонов гипофизом.

Гипофиз. Делится на три доли, каждая из которых выделяет свои гормоны.

Передняя доля выделяет гормон роста (соматотропин), тиреотропный гормон, адренокортикотропный гормон, фолликулостимулирующий гормон и лактогенный гормон.

Соматотропин участвует в регуляции роста и развития организма. Повышая синтез хрящевой ткани в эпифизарных отделах костей, этот гормон в детском возрасте стимулирует рост тела в длину, а активирование периостального роста увеличивает толщину и ширину костей. Возрастание массы тканевых структур происходит в мышечной и соединительной ткани, растет масса и внутренних органов. Основные эффекты соматотропина связаны с его влияниями на обмен веществ, приводящими: 1) к усилению липолиза и уменьшению массы жировой ткани; 2) повышению усвоения аминокислот и синтеза белков, в результате чего масса тела возрастает за счет нежировой ткани; 3) увеличению глюконеогенеза и повышению уровня сахара в крови. Вместе с тем большинство ростовых эффектов гормона опосредуется специальными гуморальными факторами (гормонами) печени, почек и костной ткани, получившими название соматомедины.

Тиреотропный гормон стимулирует выработку гормонов щитовидной железы.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) стимулирует выделение гормонов надпочечников.

Фолликулостимулирующий регулирует созревание половых клеток.

Лактогенный гормон (пролактин) стимулирует образование молока у женщин после родов.

Средняя доля вырабатывает меланостимулирующий гормон, усиливающий выработку пигмента некоторыми клетками кожи (меланоцитами и меланофорами).

Задняя доля вырабатывает вазопрессин и окситоцин.

Вазопрессин (антидиуретический гормон) поддерживает артериальное давление посредством барорецепторов и прямого влияния на сосудистую стенку, является одним из регуляторов секреции адренокортикотропного гормона, увеличивает процесс высвобождения тиреотропного гормона из гипофиза, увеличивает синтез простагландинов интерстициальными клетками мозгового слоя почек, вызывает сокращения мезанглиальных клеток клубочка, обладает митогенным эффектом, вызывает агрегацию тромбоцитов и способствует высвобождению факторов коагуляции — фактора Виллебранда, VIII фактора — и активатора плазминогена тканевого типа и участвует в процессах центральной нервной системы, в частности процессах памяти.

Окситоцин оказывает влияние на гладкие мышцы, особенно на мышцы беременной матки. Под воздействием окситоцина усиливается

проницаемость мембраны для ионов калия, понижается ее потенциал и повышается возбудимость. Окситоцин повышает также секрецию молока, усиливая выработку лактогенного гормона. Кроме того, он может вызывать быстрое выделение (выбрасывание) молока из молочной железы в связи с воздействием на ее сократимые элементы.

Щитовидная железа выделяет йодсодержащие гормоны (тироксин и трийодтиронин), и кальцитонин (тиреокальцитонин).

Тироксин, достигая своих органов-мишеней, превращается в трийодтиронин, который напрямую воздействует на клетку. Тиреоидные гормоны способствуют росту и развитию организма, стимулируют рост и дифференцировку тканей. Увеличивают потребность тканей в кислороде. Повышают системное артериальное давление, частоту и силу сердечных сокращений. Увеличивают уровень бодрствования, психическую энергию и активность, ускоряют течение мыслительных ассоциаций, повышают двигательную активность, температуру тела и уровень основного обмена веществ.

Кальцитонин принимает участие в регулировании фосфорнокальциевого обмена в организме, а также баланса активности остеокластов и остеобластов. Он снижает содержание кальция и фосфата в плазме крови за счет повышения захвата кальция и фосфата остеобластами, также стимулирует развитие и функциональную активность остеобластов. Одновременно тиреокальцитонин тормозит развитие и функциональную активность остеокластов и процессы резорбции кости.

Паращитовидные железы вырабатывают паратгормон.

Паратгормон повышает выход из кости легко растворяющейся части кальция, но основной его эффект заключается в ускорении синтеза ферментов, которые вызывают распад костного матрикса. Костная основа под воздействием паратгормона подвергается резорбции (рассасыванию), и ионы кальция высвобождаются в кровь. В почках паратгормон вызывает усиление выведения фосфатов с мочой и усиливает обратное всасывание кальция, уменьшая его выведение с мочой. Кроме этого, паратгормон активизирует выведение из организма натрия и калия и уменьшает выведение магния. Еще один эффект действия паратгормона — эго преобразование витамина Д из неактивной формы в активную.

Поджелудочная железа вырабатывает инсулин, глюкагон и соматостатин.

Основное действие инсулина заключается в понижении уровня глюкозы в крови, осуществляемое главным образом тремя способами: 1) торможением образования глюкозы в печени; 2) торможением в печени и мышцах распада гликогена (полимера глюкозы, который организм при необходимости может превращать в глюкозу); 3) стимуляцией использования глюкозы тканями. Недостаточная секреция инсулина или

повышенная его нейтрализация аутоантителами приводят к высокому уровню глюкозы в крови и развитию сахарного диабета.

Главное действие глюкагона — увеличение уровня глюкозы в крови за счет стимулирования ее продукции в печени.

Соматостатин подавляет желудочную секрецию, вызываемую пентагастрином, а также секрецию поджелудочной железы, вызываемую панкреозимином и секретином.

Надпочечники. Мозговой слой надпочечников выделяет катехоламины. Корковый слой — глюкокортикоиды, стероиды и минералокортикоиды.

Катехоламины (адреналин и норадреналин). Адреналин обеспечивает реакцию на внезапную опасность. При ее возникновении адреналин выбрасывается в кровь и мобилизует запасы углеводов для быстрого высвобождения энергии, увеличивает мышечную силу, вызывает расширение зрачков и сужение периферических кровеносных сосудов. Таким образом, направляются резервные силы для бегства или борьбы, а кроме того, снижаются кровопотери благодаря сужению сосудов и быстрому свертыванию крови. Адреналин стимулирует также секрецию АКТГ, который, в свою очередь, стимулирует выброс корой надпочечников кортизола, в результате чего увеличивается превращение белков в глюкозу, необходимую для восполнения в печени и мышцах запасов гликогена, использованных при реакции тревоги. Норадреналин вызывает схожие эффекты, но более слабые по силе.

Глюкокортикоиды влияют на обмен углеводов, белков, жиров, а также на иммунологические защитные механизмы. Наиболее важные из глюкокортикоидов — кортизол и кортикостерон.

Половые стероиды, играющие вспомогательную роль, подобны тем, что синтезируются в гонадах; это дегидроэпиандростерон сульфат,

04-андростендион, дегидроэпиандростерон и некоторые эстрогены.

Минералокортикоиды — это альдостерон и дезоксикоргикостерон. Их действие связано преимущественно с поддержанием солевого баланса.

Половые железы. Семенники (яички) имеют две части, являясь железами и внешней, и внутренней секреции. Как железы внешней секреции, они вырабатывают сперму, а эндокринную функцию осуществляют содержащиеся в них клетки Лейдига, которые секретируют мужские половые гормоны (андрогены), в частности D4-андростендион и тестостерон, основной мужской гормон. Клетки Лейдига вырабатывают также небольшое количество эстрогена (эстрадиола). Сперматогенез происходит только при достаточном количестве андрогенов. Андрогены, в частности тестостерон, ответственны за развитие вторичных половых признаков у мужчин.

Яичники имеют две функции: развитие яйцеклеток и секреция гормонов. Гормоны яичников — это эстрогены, прогестерон и D4-андростендион.

Эстрогены определяют развитие женских вторичных половых признаков. Эстроген яичников, эстрадиол, вырабатывается в клетках растущего фолликула — мешочка, который окружает развивающуюся яйцеклетку. В результате действия как фолликулостимулирующего гормона, так и лактогенного гормона, фолликул созревает и разрывается, высвобождая яйцеклетку. Разорванный фолликул превращается затем в желтое тело, которое секретирует как эстрадиол, так и прогестерон. Эти гормоны, действуя совместно, готовят слизистую матки (эндометрий) к имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Если оплодотворения нс произошло, желтое тело подвергается регрессии; при этом прекращается секреция эстрадиола и прогестерона, а эндометрий отслаивается, вызывая менструацию.

Тимус вырабатывает тимозин, тимопоэтин и тимулин. Гормоны тимуса влияют на процессы синтеза клеточных рецепторов к медиаторам и гормонам, стимулируют разрушение ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах, регулируют состояние углеводного и белкового обмена, а также обмена кальция, функции щитовидной и половых желез, модулируют эффекты глюкокортикоидов, тироксина (подавляют) и соматотропина (усиливают).

Эпифиз выделяет мелатонин, который обеспечивает регуляцию биоритмов эндокринных функций и метаболизма для приспособления организма к разным условиям освещенности. Основной физиологический эффект мелатонина заключается в торможении секреции гонадотропинов как на уровне аденогипофиза, так и опосредованно через угнетение нейросекреции либеринов гипоталамуса. Кроме того, снижается, но в меньшей степени, секреция и других гормонов гипофиза — кортикотропина, тирсотропина, соматотропина. Секреция мелатонина подчинена суточному ритму (циркадианный ритм), определяющему ритмичность гонадотропных эффектов и половой функции, в том числе продолжительность менструального цикла у женщин.