Физиологические процессы в организме характеризуются ритмичностью, т.е. их закономерной повторяемостью через определённые промежутки времени.
У млекопитающих и человека наблюдаются половые циклы, сезонные колебания физиологической активности щитовидной железы, надпочечников, половых желёз, суточные изменения двигательной активности, температуры тела, частоты сердечных сокращений, обмена веществ и т.д. В осуществлении сложной инстинктивноё деятельности животных большую роль играет нервно-гуморальная регуляция. От нее зависит добыча пищи, размножение, запасание корма, миграции и т.д.
Выделение гормонов железами внутренней секреции регулируется сложными нервно- рефлекторными и гуморальными механизмами. Высший подкорковый центр регуляции - гипоталамо- гипофизарная система. Гипоталамус регулирует деятельность гипофиза как благодаря рилизинг- гормонам, контролирующим выделение всех тропных гормонов гипофиза, так и благодаря влиянию симпатической и парасимпатической систем, волокна которых подходят к эндокринным железам. С другой стороны, сам гипоталамус находится под влиянием подкорковых структур мозга- ретикулярной формации, лимбической системы и коры головного мозга.
Гипофиз - центральная железа внутренней секреции- находится также, с одной стороны, под слиянием периферических гормонов. Это проявляется в том, что количество выделяемого тиреотропного гормона гипофиза зависит от количества выделяемого щитовидной железой тироксина. С другой стороны гипофиз сам воздействует на гипоталамус, так тиреотропный гормон регулирует образование рилизинг- гормона гипоталамуса. Следовательно, происходит сложное взаимодействие на основе обратных связей на всех этапах регуляции.
Принцип обратной связи можно показать на взаимодействии гипофиза со щитовидной железой. Так, усиленное образование гормона тироксина щитовидной железой тормозит выработку тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ), который регулирует секрецию тироксина. Вследствие этого количество тироксина в крови ведёт к прямо противоположному эффекту. Подобным же образом адренокортикотропный гормон гипофиза регулирует выработку гормонов корой надпочечников. Помимо этого важнейшим фактором, определяющими интенсивность образования гормона является состояние контролируемых им процессов. Например, количество глюкозы в крови регулируется гормоном инсулином. При увеличении количества глюкозы в крови количество инсулина увеличивается, что определяется наличием обратной связи.
В ряде случаев два или несколько гормонов оказывают на функцию клетки или органа совокупное действие. Выше упоминалось, что в эндокринной части поджелудочной железы помимо инсулина образуется гормон, активирующий распад гликогена,- глюкагон. Таким же действием обладает адреналин. С другой стороны, гормоны могут влиять на какой-либо физиологический процесс прямо противоположно друг другу. Так, если инсулин снижает уровень сахара в крови, то адреналин повышает этот уровень. Биологические эффекты некоторых гормонов заключаются в том, что они создают условия для проявления действия другого гормона. Помимо приведенных примеров влияния на обменные процессы и жизнедеятельность организма гормоны обладают многими другими свойствами. Следует помнить, что одна и та же клетка подвергается действию многих гормонов. Поэтому конечный биологический результат будет зависеть не от одного, а от многих гормональных влияний. Таким образом, эндокринная регуляция жизнедеятельности организма является комплексной и строго сбалансированной.
Гипофиз
Значение гипофиза в жизнедеятельности организма крайне велико, т.к. он регулирует функции желез внутренней секреции. Различают 2 доли гипофиза - аденогипофиз и нейрогипофиз.
Аденогипофиз представлен клетками, которые секретируют так называемые тропные гормоны: адренокортикотропный, гонадотропный, соматотропный, тиреотропный, меланотропный. Увеличение или уменьшение этих гормонов регулируется гипоталамическими рилизинг- гормонами.
АКТГ является пептидом и состоит из 39 аминокислотных остатков. Его биологическая активность обусловлена 24 аминокислотными остатками. Этот гормон регулирует деятельность надпочечников.
К гонадотропным гормонам относятся фоллитропин и лютропин или ФСГ и ЛГ, они одинаковы у мужчин и женщин и по своему действию являются синергистами. ГТГ стимулируют образование и секрецию половых гормонов, а также функции яичников и семенников. Содержание ГТГ в крови зависит от концентрации в крови мужских и женских половых гормонов, от рефлекторных влияний при половом акте, от различных факторов внешней среды, от уровня нервно- психических расстройств.
Соматотропный гормон это видоспецифический белок, определяющий рост тела в длину. Чрезмерное выделение СТГ в раннем возрасте приводит к резкому увеличению длины тела – гигантизму, а его недостаток – карликовости. Гипофизарные гиганты и карлики имеют пропорциональное телосложение, но у них наблюдается снижение внутрисекреторных функций половых желез. Избыток СТГ во взрослом возрасте приводит к удлинению пальцев рук и ног, уродливому росту носа подбородка, а также к увеличению внутренних органов, Такое заболевание называется акромегалия.
Тиреотропный гормон ТТГ увеличивает массу щитовидной железы, число активных клеток, способствует захвату йода, что в целом усиливает секрецию ее гормонов. В результате нарастает интенсивность всех видов обмена веществ, повышается температура тела. Образование ТТГ увеличивается при понижении внешней температуры среды и тормозится травмами, болевыми ощущениями.
Пролактин регулирует рост молочных желез, синтез и секрецию молока, стимулирует инстинкт материнства, а также влияет на водно-солевой обмен организме, эритропоэз, вызывает послеродовое ожирение. В связи с тем, что пролактин поддерживает существование желтого тела и выработку гормона прогестерона, он получил название также лютеотропного гормона.
Задняя доля гипофиза секретирует гормоны вазопрессин и окситоцин, которые образуются в клетках гипоталамуса, затем по нервным волокнам поступают в нейрогипофиз, где накапливаются и затем выделяются в кровь.
Вазопрессин оказывает двоякий эффект в организме. Во-первых, он вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления. Во-вторых, этот гормон увеличивает обратное всасывание воды в почечных канальцах, что вызывает повышение концентрации, и уменьшение объема мочи, т.е. он действует как антидиуретический гормон АДГ. Его секреция в кровь стимулируется изменениями водно-солевого обмена, физическими нагрузками, эмоциональными стрессами. При употреблении алкоголя угнетается секреция АДГ, увеличивается выведение мочи и возникает обезвоживание. В случае резкого падения выработки АДГ возникает несахарный диабет, проявляющийся в патологической потере воды организмом.
Окситоцин стимулирует сокращение матки при родах, выделение молока молочными железами. Его секрецию усиливают импульсы от механорецепторов матки при ее растяжении, а также влияния женского полового гормона эстрогена.
Промежуточная доля гипофиза почти не развита у человека, имеется лишь небольшая группа клеток, секретирующих меланотропный гормон, вызывающий образование меланина – пигмента кожи и волос. В основном эту функцию у человека обеспечивает кортикотропин передней доли гипофиза.
Надпочечники.
Располагаются на верхних полюсах почек и состоят из различающихся по своим функциям частей – коры и мозгового вещества. Клетки коры близки по происхождению к половым клеткам, клетки мозгового вещества формируются из симпатических клеток. В коре вырабатываются группа гормонов кортикоидов. Кора состоит из 3-х слоев:
Клубочковая (наружная) зона, секретирующая гормоны минералокортикоиды (альдостерон);
Пучковая (средняя) зона, секретирующая глюкокортикоиды (кортизол, гидрокортизол);
Сетчатая (внутренняя) зона, секретирующая небольшое количество половых гормонов (андрогенов, эстрогенов).
Минералокортикоиды у человека представлены в основном гормоном – альдостероном, который имеет существенное значение в регуляции минерального обмена в организме. Он способствует поддержанию на постоянном уровне натрия и калия в крови, лимфе и межтканевой жидкости, увеличивая при необходимости обратное всасывание натрия в почках и выход калия в мочу. Сохранение натрия в плазме крови приводит к задержке воды в организме и повышению артериального давления. От правильного соотношения натрия и калия в жидких средах зависят процессы возникновения и процессы возбуждения в нервной и мышечной тканях, т.е. все процессы восприятия, переработки информации и управления поведением человека. Нарушение секреции альдостерона может привести к гибели организма. Образование альдостерона регулируется ренином, выделяемым почками.
Глюкокортикоиды обеспечивают синтез глюкозы (глюконеогенез), образование запасов гликогена в печени и мышцах, увеличение концентрации глюкозы в крови. При этом они выполняют особую роль в белковом обмене. Они угнетают синтез белков в печени и мышцах (создают отрицательный азотистый баланс), увеличивают выход свободных аминокислот, их переаминирование и стимулируют образование из них ферментов, необходимых для новообразования глюкозы. Они мобилизуют жиры из жировой ткани, создают необходимые условия для жировых и углеводных энергоресурсов, обеспечивающих жизнедеятельность организма. Глюкокортикоиды обеспечивают повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов среды, стрессовым ситуациям. Избыток кортизола в организме приводит к ожирению, гипергликемии, распаду белка, отекам, повышению артериального давления. При недостатке кортизола развивается бронзовая (аддисонова болезнь), которая сопровождается бронзовой окраской кожи, ослаблением сердца, повышенной утомляемостью, снижением устойчивости к инфекциям.
Половые гормоны надпочечников – это андрогены и эстрогены, которые активны до полового созревания и в пожилом возрасте после снижения активности половых желез. Они ускоряют половое созревание мальчиков, формируют половое поведение у женщин. Андрогены вызывают анаболические эффекты, повышая синтез белков в коже, мышцах, костях, способствуют развитию вторичных половых признаков по мужскому типу.
Мозговой слой надпочечников содержит аналоги симпатических клеток (хромаффинные), которые секретируют адреналин и норадреналин. Они играют важную роль в адаптации организма к стрессам, т.е. являются адаптивными гормонами.
Адреналин оказывает целый ряд эффектов, обеспечивающих деятельное состояние организма:
v Учащение сердечные сокращения
v Усиление сердечных сокращений
v Облегчение дыхания путем расслабления бронхиальных мышц
v Увеличение поставки кислорода тканям
v Рабочее перераспределение крови – путем сужения сосудов кожи и органов брюшной полости
v Расширение сосудов мозга, сердца, скелетных мышц
v Мобилизация энергоресурсов организма за счет усиления выхода в кровь глюкозы из печеночных депо и жирных кислот из жировой ткани
v Усиление в тканях окислительных реакций
v Повышение теплопродукции
v Стимуляция анаэробного расщепления глюкозы в мышцах, т. е. повышение анаэробных возможностей организма
v Повышение возбудимости сенсорных систем и ЦНС
v Повышение общей работоспособности
v Повышение артериального давления.
Щитовидная железа. Имеет 2 группы клеток, образующих 2 основных гормона. Одна группа вырабатывает трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4), а другая – кальцитонин. Первые клетки захватывают из крови йод, преобразуют его в атомарный йод и в комплексе с остатками аминокислоты тирозина синтезируют гормоны Т3 и Т4.Эти гормоны в виде коллоида находятся в щитовидной железе, поступают в кровь и лимфу. Активизируют генетический аппарат клеточного ядра и митохондрий клеток, стимулируя все виды обмена веществ и энергетический обмен организма. Они усиливают поглощение кислорода, увеличивают основной обмен в организме и повышают температуру тела, влияют на белковый, жировой и углеводный обмен, обеспечивают рост и развитие организма, усиливают сократимость симпатических воздействий на миокард, артериальное давление, повышают возбудимость ЦНС. В крови тироксин находится в неактивной форме, лишь 0,1% его количества находится в свободной форме, и оказывает функциональные эффекты.
Кальцитонин вместе с гормонами паращитовидных желез участвует в регуляции содержание кальция в организме. Он вызывает снижение концентрации кальция в крови и поглощение его костной тканью, что способствует образованию и росту костей. При недостатке поступления в организм йода возникает резкое снижение активности щитовидной железы – г ипотиреоз. В детском возрасте это приводит к развитию кретинизма – задержке умственного развития, роста, полового созревания, нарушениям пропорций тела. У взрослых дефицит гормонов щитовидной железы вызывает микседему – слизистый отек тканей, нарушение белкового обмена, задержку воды в тканях.
В случаях гипертиреоза (избытка образования гормонов щитовидной железы) возникают токсические явления вызывающие токсические явления, называемые Базедовой болезнью. Происходит разрастание ткани щитовидной железы (зоб), повышается основной обмен, наблюдается потеря веса, пучеглазие, слабость, частый пульс, эмоциональная лабильность, плаксивость.
Паращитовидные железы их у человека 4 прилегают к задней поверхности щитовидной железы. Их продукт – паратирин или паратгормон участвует в регуляции содержания кальция в организме. Он повышает концентрацию кальция в крови, усиливая его всасывание в кишечнике и выход из костей. Выработка паратгормона усиливается при недостаточном содержании кальция в крови и в результате симпатических влияний, а подавление секреции - при избытке кальция. Нарушение нормальной секреции приводит в случае гиперфункции околощитовидных желез к потере кальция и фосфора костями (деминерализация костей), деформации костей, а также к появлению камней в почках, ухудшению процессов памяти и внимания. В случае недостатка функции паращитовидных желез возникает резкое повышение возбудимости нервных центров, патологические судороги и смерть в результате тетанического сокращения дыхательных мышц.
Вилочковая железа (тимус) имеет основное значение для обеспечения в организме иммунитета и образования Т-лимфоцитов. Секреты этой железы – гормоны тимозин, тимопоэтин, тимус-гуморальный фактор – способствует иммунологической специализации Т-лимфоцитов. Кроме того, он обеспечивает процессы проведения возбуждения в синапсах, стимулирует гормональные реакции, облегчая связывание гормонов, активирует метаболические реакции в организме.
Эпифиз (верхний мозговой придаток или шишковидная железа) связан со степенью освещенности организма и, соответственно, имеет четкую суточную периодичность. Эпифиз называют «биологическими часами» организма. Гормон эпифиза – мелатонин вырабатывается и секретируется в кровь и церебро-спинальную жидкость под влиянием импульсов от сетчатки глаза. На свету выработка его снижается, а в темноте – повышается. Мелатонин угнетает функции гипофиза, снижая, с одной стороны, выработку облегчающих его функции гипоталамических либеринов, а с другой, непосредственно угнетая активность аденогипофиза, в первую очередь, подавляя образование гонадотропинов. Задерживается преждевременное половое созревание, формируется цикличность половых функций, определяется длительность яичникового и менструального цикла женского организма.
Эндокринные функции поджелудочной железы. Поджелудочная железа функционирует как железа внешней секреции, выделяя в 12-перстную кишку пищеварительный поджелудочный сок, и как железа внутренней секреции, секретируя в кровь гормоны инсулин и глюкагон. Около 15 массы этой железы составляют особые скопления клеток – островки Лангерганса, или β–клетки, вырабатывающие гормон инсулин. Значительно меньше α-клеток, выделяющих глюкагон. Глюкагон вызывает расщепление гликогена в печени и выход в кровь глюкозы, а также стимулирует расщепление жиров в печени и жировой ткани.
Инсулин – это полипептид, обладающий широким спектром действия на процессы в организме – он регулирует все виды обмена веществ и энергообмен. Действуя путем повышения проницаемости клеточных мембран мышечных и жировых клеток, он способствует переходу глюкозы внутрь мышечных волокон, повышая мышечные запасы синтезируемого в них гликогена, а в клетках жировой ткани способствует превращению глюкозы в жир. Проницаемость клеточных мембран под влиянием инсулина повышается также и для аминокислот, в результате чего стимулируется синтез информационной РНК и внутриклеточный синтез белка. В печени инсулин вызывает синтез гликогена, аминокислот и белков в печеночных клетках. Все эти процессы обусловливают анаболический эффект инсулина. Дефицит инсулина вызывает тяжкое заболевание – сахарный диабет (мочеизнурение), характеризующийся гипергликемией. В организме при этом нарушается утилизация в клетках глюкозы, резко повышается концентрация глюкозы в крови и моче, что сопровождается значительными потерями воды с мочой (до 12-15 литров в сутки), соответственно сильной жаждой и большим потреблением воды. Возникает мышечная слабость, падение веса. Потерю углеводных источников энергии организм компенсирует распадом жиров и белков. В результате их неполной переработки в крови накапливаются ядовитые вещества, кетоновые тела и возникает сдвиг РН крови в кислую сторону (ацидоз). Это приводит к диабетической коме с потерей сознания и угрозой смерти.
Половые железы. К ним относятся семенники (яички) у мужчин и яичники у женщин. Эти железы выполняют двоякую функцию: формируют половые клетки и выделяют в кровь половые гормоны. Как в женском, так и в мужском организме вырабатываются те и другие гормоны, все дело в их количестве. Их выработка и активность регулируется гонадотропными гормонами гипофиза. По химической структуре они являются стероидами (производными холестерина), продуцируются из общего предшественника. Здесь уместен вопрос о пище без холестерина, к которой призывают врачи и диетологи? Эстрогены образуются путем преобразования из тестостерона.
Мужской половой гормон тестостерон вырабатывается специальными клетками в области извитых канальцев яичек. Другая часть клеток обеспечивает созревание сперматозоидов и вместе с тем продуцирует эстрогены. Гормон тестостерон начинает действовать еще в стадии внутриутробного развития, формируя организм по мужскому типу. Он обеспечивает развитие первичных и вторичных половых признаков мужского организма, регулирует процессы сперматогенеза. Протекание половых актов, формирует характерное половое поведение, особенности строения и состава тела, психические особенности
(агрессивность, напористость, лидерство). Тестостерон обладает сильным анаболическим действием – он стимулирует синтез белков, способствуя гипертрофии мышечной ткани.
Выработка женских половых гормонов (эстрогенов) осуществляется в яичниках клетками фолликулов. Основным гормоном этих клеток является эстрадиол. В яичниках также вырабатываются мужские половые гормоны – андрогены. Эстрогены регулируют процессы формирования женского организма. Эстрогены определяют женское настроение, плаксивость, кокетливость, впечатлительность. Рост матки и молочных желез, становление цикличности половых функций, протекание полового акта. Эстрогены обладают анаболическим действием в организме, но в меньшей степени, чем андрогены. Кроме гормонов эстрогенов, в женском организме вырабатывается гормон прогестерон. Этой функцией обладают клетки желтого тела, которое после овуляции становится особой железой внутренней секреции. Секреция эстрогенов и прогестерона находится под контролем полового центра гипоталамуса и гонадотропного гормона гипофиза, которые формируют периодичность овариально-менструального цикла (ОВЦ) длительностью, в среднем 28 дней на протяжении всего детородного периода жизни женщины.
Интраспинальный орган расположен в центральном канале спинного мозга в промежутке от первого поясничного до третьего крестцового позвонков, состоит из эпендимальной ткани. Вырабатывает гормон В-Н-пептид, оказывающий влияние на репродуктивную функцию организма. Формирование интраспинального органа начинается в 12 -13 лет у девочек и в 14-15 лет у мальчиков в связи с пубертатными перестройками под влиянием стероидных гормонов и соматотропина. Выраженная секреция В-Н-пептида имеет место в период наиболее выраженной половой активности. Снижается секреция после 35 лет.
Плацентарные гормоны. С началом беременности в организме формируется временная эндокринная железа – плацента. Плацента секретирует 2 группы гормонов: белковые и стероидные. К белковым относятся хорионический гонадотропин (ХГТ), хорионический соматомаммотин и релаксин. Они стимулируют синтез прогестерона в желтом теле и образование предшественников эстрогенов надпочечников плода, а также влияют на обмен веществ, особенно белков и жиров матери, развитие молочных желез и подготовку их к лактации.
Стероидные гормоны – прогестерон и эстрогены – синтезируются в плаценте и переносятся кровью к матери или плоду. Это сочетанное действие половых гормонов и плацентарных благоприятно сказывается на развитии плода.
Вопросы к зачету по теме “Эндокринная система”
1. Какие существуют классификации эндокринной системы?
2. Роль эндокринных желез в организме?
3. Объясните взаимосвязь эндокринной системы и нервной?
4. Назовите нейросекреторные ядра гипоталамуса,их гормоны и связь с гипофизом.
5. Каково функциональное значение ядер среднего гипоталамуса?
6. Расскажите строение и функции гипофиза, его связи с другими эндокринными железами
7. Расскажите особенности задней доли гипофиза?
8. Эпифиз и его роль в организме
9. Расскажите о строении и функциях щитовидной железы
10. Объясните роль и строение паращитовидных желез
11. Объясните голотопию, синтопию и функции надпочечников
12. Каковы особенности строения и функции коры надпочечников?
13. Какую роль в организме играет мозговое вещество надпочечников?
14. Расскажите об эндокринной части поджелудочной железы?
15. Назовите клетки поджелудочной железы и их функциональное значение.
16. Объясните функции яичка
17. Каковы особенности строения и функционирования яичников?
18. Роль эндокринной системы в адаптации к физическим нагрузкам
(средним, максимальным, предельным).
19.История допинг - контроля
20.Классификация запрещенных препаратов в спорте
21. Особенности действия психостимуляторов
22. Особенности действия симпатомиметических аминов
23. Побочные действия анаболических стероидов на организм мужчин, женщин и детей.
24. Новые классы запрещенных препаратов (β - блокаторы, транквилизаторы, маскираторы допингов, седативные)
25. Аутогемотрансфузии и их побочные действия на организм
26. Штрафные санкции в отношении спортсменов уличенных в применении допинга.
27. Вилочковая железа и ее роль и иммунитете.
28. Гипноз, проблемы в спорте.
29. Контроль на половую принадлежность в спорте.
30. Гипоталамо- гипофизарно- надпочечниковая система. Ее роль в адаптации и стрессе.