Лекция № 7. Эндокринная система
Нервная регуляция невозможна без эндокринной системы. По сути, нервной регуляции организма не существует, есть нервно-гуморальная (нервная и «жидкостная») регуляция.
Если НС осуществляет управление посредством электрических импульсов, то эндокринная система управляет органами посредством выделения в кровь химически активных веществ – гормонов. Гормоны циркулируют в крови и взаимодействуют с рецепторами по принципу «ключа» и «замка». Они выделяются эндокринными железами. Это, к примеру, такие образования, как щитовидная железа и паращитовидные железы, надпочечники и пр.
Существуют также экзокринные железы, которые выделяют вещества не в жидкости организма, а в просветы (в желудок, в кишечник) и во внешнюю среду (например, слезные железы способствуют слезоотделению). Они не относятся к эндокринной системе.
Некоторые железы выделяют свой секрет и внутрь организма, и наружу, например, поджелудочная железа и половые железы.
Гипоталамус и гипофиз
Главным управляющим звеном эндокринной системы является гипоталамус (1) – маленькая железа в середине мозга. Она состоит наполовину из нервной ткани, наполовину – из железистой. Это переводчик сигналов нервной системы на язык эндокринной системы и обратно.
Под гипоталамусом расположен гипофиз (2).
Гипоталамус – «ген.директор» – управляет действиями гипофиза посредством управляющих элементов (рилизинг-гормонов): это либерины, которые увеличивают секрецию гипофиза (активизирующее действие), и статины, которые снижают секрецию гипофиза (ингибирующее действие) (см. схему ниже).
Помимо управляющих элементов гипоталамус вырабатывает два собственных гормона: вазопрессин и окситоцин. Они поступают в гипофиз и выделяются нейрогипофизом (см. ниже). Вазопрессин и окситоцин влияют не на железы, а непосредственно на ткани: вазопрессин сжимает сосуды и противодействует мочеобразованию; окситоцин влияет на гладкую мускулатуру матки и протоков молочных желез.
Таким образом, можно выделить 3 уровня управления:
1) гипоталамус влияет в первую очередь на гипофиз;
2) гипофиз – на периферические эндокринные железы и на ткани;
3) периферические железы – на ткани.
Периферические эндокринные железы
Периферические железы выделяют в кровь свои собственные гормоны, в ответ на команды со стороны гипофиза.
Щитовидная железа (1), расположенная в районе горла, выделяет тироксин ( или тетрайодтиронин, Т4) и трийодтиронин (Т3 – активная форма), которые влияют на организм в целом: стимулируют окислительные реакции в клетках, ускоряя все процессы обмена. Эти гормоны выделяются в кровь под воздействием ТТГ (тиреотропного гормона гипофиза).
Также щитовидная железа вырабатывает гормон кальцитонин, стимулирующий откладывание кальция в костях. Он вырабатывается при изменении содержания кальция в крови.
|
|
Ось надпочечников (2) – одна из ветвей гипоталамо-гипофизарной системы, которая играет решающую роль при стрессе. В момент опасности гипоталамус заставляет гипофиз выделять в кровь АКТГ – адренокортикотропный гормон. Он попадает через кровоток к рецепторам, расположенным в коре надпочечников.
У надпочечников есть корковое вещество (3) и мозговое (4).
Кора надпочечников под влиянием АКТГ выделяет 3 типа гормонов, объединяемых под названием кортикостероиды. Это глюкокортикоиды, которыев основном регулируют содержание глюкозы в крови и вырабатываются в первую очередь в период стресса, минералокортикоиды, отвечающие за баланс ионов металлов в крови и мочеобразование, а также половые гормоны.
При стрессе в ответ на увеличение концентрации в крови АКТГ гипофиза кора надпочечников выделяет глюкокортикоиды, основной из которых – кортизол.
Кортизол, попав в кровь, влияет на деятельность организма напрямую. Он стимулирует увеличение количества энергетических субстратов в крови – глюконеогенез (создание новой глюкозы). Дело в том, что мышцы могут «есть» и глюкозу, и жирные кислоты, сердце еще более «всеядно», а мозг питается только глюкозой. При недостатке глюкозы наступает гипогликемия и происходит потеря сознания. Чтобы мозг не отключился при стрессе, печень начинает делать глюкозу в том числе из белков иммунных клеток, разрушенных кортизолом (потенциально антишоковое действие).
Кроме того, кортизол оказывает мощное противовоспалительное действие.
Однако регулярное присутствие в крови большого количества кортизола приводит к ухудшению иммунитета и к изъязвлению ЖКТ. Регуляция происходит по принципу отрицательной обратной связи: в целом, чем больше кортизола в крови, тем меньше будет вырабатываться гипофизом АКТГ.
Мозговое вещество надпочечников выделяет катехоламины: адреналин и норадреналин. Это во многом схожие вещества. Они отвечают за общую симпатическую реакцию в организме: их выделение активизируется симпатической НС (так называемая симпатоадреналовая система). НС действует быстро, а эндокринная система позволяет какое-то время поддерживать возбужденное состояние организма.
Катехоламины, как и кортизол, способствуют увеличению концентрации глюкозы в крови.
В организме есть вертикальные связи (гипоталамус – гипофиз – железы) и горизонтальные. Поскольку даже небольшие изменения пропорций в плазме крови приводят к серьезным последствиям, иногда бывает некогда передавать информацию в головной мозг и какие-то процессы для скорости происходят в горизонтали. Так, выделение адреналина стимулирует большее выделение кортизола.
Адреналин и норадреналин нейтрализуются печенью и выводятся почками.
Надпочечники и половые железы выделяют половые гормоны: надпочечники – андрогены (тестостерон) и эстрогены, яички – тестостерон, яичники – эстрогены и прогестерон. У мужчин тестостерон влияет на сперматогенез и на работоспособность.
Гипофиз в определенные моменты продуцирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), который обеспечивает рост яйцеклетки, и лютеинизирующий гормон (ЛГ), который стимулирует разрыв яйцеклетки и выход в маточную трубу, а также образование тестостерона (у мужчин). 
Не все железы подчиняются гипоталамусу и гипофизу. Например, в гипоталамо-гипофизарную ось не входит поджелудочная железа (5) и разбросанные по щитовидной железе паращитовидные железы.
В хвостовой части поджелудочной железы находятся клетки, выделяющие в кровь инсулин. Инсулин уникален, другого такого гормона нет: он отвечает за транспорт глюкозы из крови в клетки. Регуляция инсулина осуществляется посредством рецепторов в самой железе, которые реагируют на уровень глюкозы в крови. Если глюкозы много, она благодаря инсулину начинает уходить из крови в клетки: для клеток глюкоза является топливом. Почти все ткани не могут получать из крови глюкозу без инсулина (главное исключение – клетки головного мозга). Поэтому при недостатке инсулина глюкоза, попавшая в кровь из пищи, циркулирует в крови (кроме той части, которую забирает печень, откладывает про запас в виде гликогена). Инсулин, как и эстрогены, является универсальным анаболическим гормоном, который стимулирует рост тканей. Поэтому избыток инсулина влечет за собой в том числе появление лишнего веса.
Кроме того, поджелудочная железа выделяет глюкагон – синергист адреналина и кортизола в плане увеличения концентрации глюкозы в крови.