Железы внутренней секреции и их роль в организме. Понятие о гормонах
ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА – совокупность основных желез внутренней секреции, согласованная деятельность которых обеспечивает (совместно с нервной системой) регуляцию всех жизненно важных функций организма.
Особенности строения эндокринных желез:
· имеют небольшие размеры;
· не имеют выводных протоков;
· имеют густую сеть кровеносных и лимфатических сосудов;
· имеют большое количество различных рецепторов;
· обладают высоким уровнем метаболизма.
Эндокринные железы делят на центральные (гипофиз, гипоталамус, эпифиз), которые расположены в пределах головного мозга, и периферические (все остальные), которые в свою очередь делятся на 2 группы:
1) гипофиззависимые железы (щитовидная железа, гонады – половые железы, кора надпочечников),
2) гипофизнезависимые железы (паращитовидные железы, поджелудочная, тимус – вилочковая железа, мозговое вещество надпочечников, отдельные эндокринные клетки, расположенные за пределами того или иного органа).
К эндокринной системе относят железы, которые имеют морфологические особенности и специализируются на образовании гормонов. С помощью гормонов эндокринная система совместно с нервной и иммунной системами осуществляет координацию разнообразных функций организма.
Гормоны – это биологически активные вещества, которые вырабатываются и секретируются эндокринными железами. Они несут информацию, которая воспринимается специализирующими рецепторами клеток-мишеней. Гормоны доставляются этим клеткам с циркулирующими жидкостями: тканевой, спинномозговой, кровью и лимфой.
Орган-мишень – специфический орган или ткань, на которую воздействует гормон, лекарство или какое-либо иное вещество.
Гормоны циркулируют в свободном состоянии, а также в соединении с белками (в таком случае они переходят в неактивную форму).
По химической структуре гормоны делят на 4 группы:
1) пептиды и белки (инсулин, гормон роста);
2) производные аминокислот (адреналин, мелатонин);
3) стероиды, производные холестерола (женские и мужские половые гормоны);
4) эйкозаноиды, производные арахидоновой кислоты (простагландины).
Функционально гормоны делят на 3 группы:
1) эффекторные, действующие непосредственно на клетки-мишени;
2) тропные гормоны гипофиза, управляющие выделением гормонов периферических эндокринных желез;
3) гипофизуправляющие гормоны гипоталамуса, которые регулируют выделение собственных гормонов гипофиза.
Свойства гормонов:
· действуют только на живые клетки;
· выделяются с определенным ритмом;
· обладают высокой биологической активностью и оказывают действие в очень низких концентрациях;
· действие гормонов строго специфично;
· обладают дистантным характером действия, т. е. оказывают влияние на органы и ткани, расположенные на значительном расстоянии от места их образования.
Функции гормонов:
· обеспечивают рост и развитие организма;
· психическая и умственная деятельность;
· обеспечивают адаптацию организма к постоянно меняющимся условиям окружающей среды;
· обеспечивают гомеостаз;
· контролируют процессы обмена.
Для нормального функционирования организма необходим определенный уровень гормонов в крови. При повышении их уровня в крови, говорят о гиперфункции; при понижении – о гипофункции. Гипер- и гипофункция приводят к развитию эндокринных болезней.
Характеристика эндокринных желез: положение, строение, вырабатываемые гормоны, их действие на организм. Изменения в организме при гиперфункции и гипофункции
ГИПОФИЗ (hypophysis) – небольшой орган овальной формы, массой около 0,5-0,6 г. Снаружи покрыт соединительной капсулой, которая фиксирует его к гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости. В гипофизе выделяют:
· переднюю долю – аденогипофиз,
· заднюю долю – нейрогипофиз,
· промежуточную часть между ними.
Гормоны передней доли гипофиза:
1) Соматотропный гормон (гормон роста) – стимулирует образование белка клетками, рост костей, мышц и других органов.
При гиперфункции у детей развивается гигантизм. Характеризуется усиленным ростом, пропорции тела не нарушены. Умственное и психическое развитие в норме.
У взрослых развивается акромегалия – увеличение размеров частей тела (кисти, стопы, нос, уши, губы, язык, нижняя челюсть, пальцы рук и ног).
При гипофункции у детей наблюдается карликовость, которая характеризуется задержкой роста и физического развития при сохранении пропорций тела. Пропорции тела, психическое и умственное развитие не нарушено.
У взрослых наблюдаются глубокие изменения обмена веществ, которые приводят к гипофизарной кахексии (истощение) или гипофизарному ожирению.
2) Пролактин – стимулирует образование молока в альвеолах молочных желез. Его влияние возможно после предварительного действия эстрогенов и прогестерона, которые вызывают рост протоков и развитие альвеол молочных желез. Усиливается образование гормона после родов, наступает лактация. Акт сосания стимулирует выделение гормона.
3) Тиреотропный гормон – стимулирует функцию клеток щитовидной железы. Избыточная продукция тиреотропного гормона приводит к развитию гиперфункции щитовидной железы (тиреотоксикозу).
4) Гонадотропные гормоны (фолликулостимулирующий, лютеинизирующий) – вырабатываются и у мужчин, и у женщин. Первый стимулирует рост фолликулов в яичнике и сперматогенез, а второй – секрецию мужских и женских половых гормонов, процесс овуляции и развития желтого тела.
5) Адренокортикотропный гормон – активизирует функцию коры надпочечников.
Гормоны промежуточной части гипофиза:
1) Меланотропный гормон (интермедин) – стимулирует образование меланина и распределение его гранул в коже, радужке, сетчатке глаза (т.е. обеспечивает их пигментацию).
Гормоны задней доли гипофиза:
1) Окситоцин – способствует сокращению гладкомышечных клеток внутренних органов, в том числе и беременной матки (его активность увеличивается к концу беременности), стимулирует выделение молока, лактирующей молочной железой.
2) Вазопрессин (антидиуретический гормон) – увеличивает обратное всасывание воды в почечных канальцах и тем самым уменьшает диурез. Высокая концентрация вещества повышает тонус гладкой мускулатуры артериол, что повышает кровяное давление. При гипофункции гормона развивается несахарный диабет, при котором за сутки выделяется до 30 л мочи. Уровень глюкозы в крови в норме.
Однако эти гормоны в гипофизе не образуются, а поступают из гипоталамуса по гипоталамо-гипофизарному тракту. В гипофизе они накапливаются и активизируются.
ШИШКОВИДНОЕ ТЕЛО или ЭПИФИЗ (corpus pineale) – является частью промежуточного мозга и относится к эпиталамусу. Нависает над верхними буграми четверохолмия, имеет коническую форму, масса составляет 0,2-0,4 г. Снаружи железа покрыта капсулой, от которой внутрь отходят перегородки, разделяющие ее на дольки. Дольки состоят из пинеалоцитов и глиальных клеток. Секреторная активность эпифиза носит четкий суточный ритм. Основным гормоном, который выделяется в ночное время, является мелатонин; он является антагонистом меланотропного гормона. Кроме того он является антиоксидантом, обладает противострессорным действием, препятствует преждевременному половому созреванию.
В дневное время вырабатывается серотонин, который является предшественником мелатонина.
ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА (glandula thyroidea) расположена на передней поверхности шеи. Состоит из двух долей и перешейка, расположенного между ними. Иногда встречается пирамидальная доля. Весит 25-30 г. Железа имеет фиброзную капсулу, от которой отходят перегородки, разделяющие ее на дольки. Каждая долька состоит из фолликулов, заполненных белковым коллоидом, который содержит гормоны щитовидной железы.
Гормоны щитовидной железы:
1) тироксин (Т4);
2) трийодтиронин (Т3);
3) тиреокальцитонин.
Первые два гормона являются йодсодержащими.
Значение йодсодержащих гормонов:
· усиливают окисление белков, жиров и углеводов и тем самым увеличивают энергетический обмен;
· увеличивают расход белков, жиров и углеводов;
· увеличивают частоту сердечных сокращений и сердечный выброс;
· обеспечивают рост и развитие организма;
· стимулируют умственную и психическую деятельность;
· участвуют в теплорегуляции.
Значение тиреокальцитонина:
· уменьшает уровень кальция в крови;
· способствует отложению кальция в костях;
· активизирует остеобласты, способствует восстановлению кости.
При гипофункции у детей развивается кретинизм. Характеризуется задержкой роста, пропорции тела нарушены, нарушена половая функция, умственное и психическое развитие.
У взрослых при гипофункции развивается микседема («слизистый отек»). Характеризуется увеличением массы тела за счет увеличения тканевой жидкости, одутловатостью лица, угнетаются все виды обмена, наблюдается снижение интеллекта, чаще развивается заболевание у женщин в климактерическом периоде.
Гипофункция железы может наблюдаться при недостатке йода в воде, почве, пищи. Такое заболевание называется эндемическим зобом. Оно развивается в отдельных географических областях. Характеризуется увеличением щитовидной железы, но при этом уровень гормонов остается пониженным.
При гиперфункции развивается Базедова болезнь (гипертиреоз). Он характеризуется триадой основных признаков:
1) наличие зоба (увеличение щитовидной железы);
2) тахикардия;
3) пучеглазие (экзофтальм).
Кроме того наблюдается лабильность психики (немотивированная смена настроения), усиление сухожильных рефлексов, повышение аппетита, однако больные худеют, тремор, мышечная слабость, повышенная утомляемость.
ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ(glandulae parathyroideae) в количестве от 2 до 8 (чаще 4) расположены на задней поверхности обеих долей щитовидной железы. Имеют овальную или округлую форму. Общая масса 0,1-0,3 г. Снаружи покрыты капсулой и имеют дольчатое строение. Паренхима желез образована тяжами и островками из эпителиальных клеток (паратироцитов).
Паращитовидные железы вырабатывают паратгормон. Он регулирует уровень кальция и фосфора в организме, повышает уровень кальция в крови (кальций необходим для нормальной работы мышечной и нервной систем, откладывается в костях).
При гипофункции развивается тетания, основным признаком которой являются судороги. В крови снижается уровень кальция и повышается уровень калия, что приводит к повышенной возбудимости.
При гиперфункции уровень кальция в крови повышается за счет того, что вымывается из костей. При этом кости хрупкие, часто ломаются. Кальций может откладываться в нехарактерных местах: легких, сосудах, почках.
Уровень паратгормона определяется уровнем кальция в крови.
ВИЛОЧКОВАЯ ЖЕЛЕЗА или ТИМУС (thymus ) у новорожденных детей имеет шейно-грудное положение, а у взрослых расположен в передне-верхнем средостении. Максимальных размеров железа достигает у 2-х месячного ребенка (весит 13 г), а максимальной массой – в период полового созревания (30 г). После 18 лет тимус претерпевает обратное развитие и к 25 годам практически полностью атрофируется.
Состоит тимус из правой и левой долей, соединенных рыхлой соединительной тканью. Кверху доли суживаются, а книзу расширяются. Снаружи покрыты капсулой и имеют дольчатое строение.
Значение тимуса:
1) участвует в регуляции всех видов обмена;
2) способствует отложению кальция в костях;
3) играет важную роль в приспособительных реакциях организма к изменяющимся условиям внешней среды;
4) вырабатывает гормоны тимозин и тимопоэтин, которые стимулируют иммунные реакции;
5) вырабатывает Т-лимфоциты, участвующие в клеточном иммунитете.
НАДПОЧЕЧНИКИ (glandulae suprarenales ) расположены у верхних полюсов почек. Имеют полулунную форму. Масса 12-13 г. На разрезе выделяют корковое вещество, расположенное по периферии, и мозговое вещество, расположенное в центре.
В корковом веществе различают 3 зоны:
1) клубочковая – вырабатывает минералокортикоиды;
2) пучковая – вырабатывает глюкокортикоиды;
3) сетчатая – вырабатывает половые гормоны.
Гормоны коркового вещества надпочечников (кортикостероиды):
1) Минералокортикоиды (альдостерон) – регулируют уровень натрия и калия в организме, увеличивают обратное всасывание воды в почечных канальцах, повышают тонус сосудов, повышают кровяное давление.
2) Глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизол, гидрокортизол, кортизон) – регулируют все виды обмена, особенно углеводный; тормозят синтез тканевого белка; стимулируют превращение белка в глюкозу (поэтому при гиперфункции увеличивают уровень глюкозы в крови); повышают работоспособность мышц; обладают противовоспалительным, противоаллергическим действием; используются в трансплантологии, т.к. тормозят синтез антител и их взаимодействие с антигенами. Уровень глюкокортикоидов увеличивается при выбросе адреналина.
Синтетический аналог – преднизолон.
3) Половые гормоны (андрогены, эстрогены, в небольшом количестве прогестерон) обусловливают развитие половых органов в детском возрасте.
При гипофункции гормонов коры надпочечников развивается болезнь Аддисона (бронзовая болезнь). Характеризуется бронзовой окраской кожи, истощением, мышечной слабостью, болью в животе, рвотой, диареей, обезвоживанием, нарушением работы сердца.
Гормоны мозгового вещества надпочечников (катехоламины):
В мозговом веществе вырабатывается адреналин и норадреналин.
Значение адреналина:
· выделяется в кровь при воздействии стрессорных и физических нагрузок под действием симпатической нервной системы;
· увеличивает частоту и силу сердечных сокращений;
· сужает артериолы кожи, внутренних органов, неработающих мышц, в то время как артериолы сердца, легких, головного мозга и работающих мышц расширяются;
· повышает систолическое давление;
· влияет на углеводный обмен как антагонист инсулина, повышающий уровень глюкозы в крови;
· тормозит перистальтику кишечника;
· вызывает сокращение ресничной мышцы и в результате расширение зрачка.
Норадреналин обладает аналогичным действием, но имеет некоторые особенности:
· увеличивает периферическое сопротивление сосудов;
· повышает не только систолическое, но и диастолическое давление;
· является медиатором симпатической нервной системы.
ЭНДОКРИННАЯ ЧАСТЬ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. Поджелудочная железа является железой смешанной секреции. Эндокринной частью поджелудочной железы являются островки Лангерганса. β-клетки островков образуют инсулин, а α-клетки – глюкагон. Гормоны по отношению друг к другу являются антагонистами.
1) Инсулин участвует в регуляции всех видов обмена, особенно углеводного. Он повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и тем самым снижает ее уровень в крови.
При недостатке инсулина развивается сахарный диабет. Он характеризуется гипергликемией и глюкозурией.
2) Глюкагон способствует распаду гликогена и выведению глюкозы в кровь.
Прием пищи, богатой углеводами, способствует повышенному содержанию глюкозы в крови. Это увеличивает секрецию инсулина, который превращает избыток глюкозы в гликоген печени.
Секреция глюкагона α-клетками поджелудочной железы регулируется содержанием глюкозы в крови. Чем выше ее концентрация в крови, тем меньше вырабатывается глюкагона, и наоборот.
ЭНДОКРИННАЯ ЧАСТЬ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ – вырабатывают гормоны, которые влияют на формирование вторичных половых признаков. В яичке у мужчин продуцируется половой гормон тестостерон и в небольшом количестве женские половые гормоны – эстрогены. В яичниках женщин вырабатываются половые гормоны: эстроген, гонадотропин и прогестерон, которые стимулируют рост и развитие половых клеток, подготавливают слизистую оболочку матки к имплантации оплодотворенной клетки.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Федюкович, Н.И. Анатомия и физиология: Учебное пособие /Н.И. Федюкович. – Минск: ООО «Полифакт-Альфа», 1998. – с. 210-221.