Физиологические функции организма регулируются не только нервной системой. Передача информации к органам организма от центральной нервной системы осуществляется и с помощью специальных веществ, которые выделяются органами, называемыми железами внутренней секреции. Свое влияние на железы внутренней секреции ЦНС оказывает непосредственно, через нервы, идущие к ним, и через гипоталамус. В гипоталамусе располагаются центр регуляции и специальные нейроны, продуцирующие посредники - либерины.
Железы внутренней секреции. Это специальные железистые органы, не имеющие выводных протоков и выделяющие свой секрет, называемый гормоном, непосредственно в кровь, которая протекает по пронизывающим ткань железы капиллярам.
В организме различают следующие железы внутренней секреции: гипоталамус, гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, поджелудочная железа, надпочечники, яичники и семенники, желтое тело, плацента, вилочковая железа. Инкреторная деятельность свойственна также и многим органам организма, так как в них есть отдельные специальные клетки, инкретирующие биологически активные вещества типа гормонов. Совокупность этих эндокринных клеток образует диффузную эндокринную систему.
Каждая железа внутренней секреции синтезирует и выделяет в кровь свои специфические гормоны, которые разносятся по организму, поступают к органам и осуществляют свое действие - усиление или угнетение функции, пролиферации, дифференциации, обмена веществ и энергии. Для обеспечения приспособительного эффекта нужна определенная, оптимальная на данный момент концентрация гормона в крови. Определенная концентрация гормонов в крови поддерживается благодаря информации, поступающей с рецепторов сосудов и тканей по каналам обратной связи в центр регуляции деятельности желез внутренней секреции, расположенный в гипоталамусе.
Специальные рецепторы воспринимают меньшие и большие концентрации гормона, информация поступает в гипоталамус, здесь формируется программа действия. Она к одним железам поступает по эфферентным нервным волокнам, к другим - с участием нейросекретов: либеринов или статинов, которые через местную кровеносную систему поступают в гипофиз, здесь образуются тропные гормоны, поступающие в общий кровоток к соответствующим железам, где и вызывают приспособление скорости синтеза и выделения гормона согласно потребностям.
Складывающиеся на определенный период фактические оптимальные концентрации отдельных гормонов в крови животного называются гормональным статусом.
Гормоны. Это органические соединения, обладающие высокой биологической активностью. Их вырабатывают секреторные клетки. Хранятся они в гранулах - внутриклеточных органеллах, отделенных от цитоплазмы мембраной. В гранулах содержится большое количество молекул гормона, погруженных в белковый матрикс. По химическому строению различают гормоны белковопроизводные и стероидные производные холестерина). Например, к стероидным относят все гормоны коры надпочечников и половых желез, к простым белкам - инсулин, гормон роста и др., к сложным белкам - фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и тиреотропный гормоны, производные аминокислоты тирозина - адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин.
Гормоны обладают рядом специфических свойств:
1) действуют только на определенный орган;
2) действуют на больших расстояниях от места образования;
3) обладают высокой биологической активностью;
4) оказывают свое действие через белки-ферменты, рецепторы мембран;
5) не имеют видовой специфичности;
6) быстро разрушаются специальными ферментами.
Механизм действия гормонов. Гормон с кровью поступает к органу-мишени. Клетки органа-мишени имеют специальные рецепторы, которые возбуждаются только определенным гормоном. Одна и та же клетка может иметь рецепторы трех видов: локализованные на поверхности мембраны клетки, в цитозоле и в ядре клетки. Кроме того, в одной и той же клетке могут присутствовать разные рецепторы одного вида. Специфические Рецепторы клеток-мишеней способны считывать информацию, закодированную в гормоне. При взаимодействии гормона с рецептором образуется гормон-рецепторный комплекс.
Существует два механизма действия гормонов, принципиально различающихся по признаку того, где образуется гормон-рецепторный комплекс - на поверхности клетки или внутри нее.
Первый механизм действия гормонов. Для большинства белковых гормонов рецепторы находятся на наружной поверхности клеток органов-мишеней. Гормон присоединяется к рецептору, меняя конформацию белка, при этом внутрь клетки органа передается сигнал. Он активирует фермент аденилатциклазу, которая катализирует дефосфорилирование АТФ с образованием циклической АМФ. цАМФ является уже посредником действия гормона на обменные процессы и вызывает в клетке разнообразные эффекты - активирование протеинкиназ и др., в результате повышается или понижается тот или иной обмен. Второй механизм действия гормонов. Стероидные гормоны, а также тиреоидные и другие производные аминокислот легко проникают в клетку через ее мембрану.
Стероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т.е. влияет на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество информационной РНК. Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки.
Тиреоидные гормоны из цитоплазмы проникают в ядро клетки, где взаимодействуют с рецепторами, образуя активный гормон-рецепторный комплекс. Он действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, изменяя скорость транскрипции и количество мРНК. Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции и приводит к изменению функциональной активности клетки.