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 |
|
|
Гормон роста |
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 |
|
|
Кальцитонин |
Контролирует обмен кальция в организме, "сберегая" его в костях |
|
|
Паратгормон |
Регулирует концентрацию в крови кальция |
|
|
Поджелудочная железа (островки Лангерганса) |
Инсулин |
Снижение уровня глюкозы в крови, стимуляция печени на превращение глюкозы в гликоген для запасания, ускорение транспорта глюкозы в клетки (кроме нервных клеток) |
|
Глюкагон |
Повышение уровня глюкозы в крови, стимулирует быстрое расщепление гликогена до глюкозы в печени и превращение белков и жиров в глюкозу |
|
|
Мозговой спой:
|
Повышение уровня глюкозы в крови (поступление из печени дня покрытия энергетических затрат); стимуляция сердцебиения, ускорение дыхания и повышение кровяного давления |
|
|
Корковый слой
|
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 |
|
|
Половые железы |
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 Контактное действие Контролирует преимущественно «быстрые» рефлекторные ответные реакции всего организма или отдельных структур на действие различных раздражителей |
Филогенетически более древняя Диффузное, системное действие Медленное развитие эффекта Дистантное действие 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.
0.092 сек.