Эндокринная система

Железы внутренней секреции. В регуляции функций организма важная роль принадлежит эндокринной системе. Органы этой системы— железы внутренней секреции — выделяют особые вещества, оказывающие существенное и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей. Железы внутренней секреции отличаются от других желез, имеющих выводные протоки (желез внешней секреции), тем, что выделяют продуцируемые ими вещества прямо в кровь. Поэтому их называют эндокринными железами (греч. endon — внутри, krinein — выделять) (рис. 26).

К железам внутренней секреции относятся гипофиз, эпифиз, поджелудочная железа, щитовидная железа, надпочечники, половые, паращитовидные или околощитовидные железы, вилочковая (зобная) железа.
Поджелудочная и половые железы — смешанные, так как часть их клеток выполняет внешнесекреторную функцию, другая часть — внутрисекреторную. Половые железы вырабатывают не только половые гормоны, но и половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды). Часть клеток поджелудочной железы вырабатывает гормон инсулин и глюкагон, другие ее клетки вырабатывают пищеварительный и поджелудочный сок.
Эндокринные железы человека невелики по размерам, имеют очень небольшую массу (от долей грамма до нескольких граммов), богато снабжены кровеносными сосудами. Кровь приносит к ним необходимый строительный материал и уносит химически активные секреты.
К эндокринным железам подходит разветвленная сеть нервных волокон, их деятельность постоянно контролирует нервная система.
Железы внутренней секреции функционально тесно связаны между собой, и поражение одной железы вызывает нарушение функции других желез.
Гормоны. Специфические активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, называются гормонами (от греч. horman —возбуждать). Гормоны обладают высокой биологической активностью.
Гормоны сравнительно быстро разрушаются тканями, поэтому для обеспечения длительного действия необходимо их постоянное выделение в кровь. Только в этом случае возможно поддержание постоянной концентрации гормонов в крови.
Гормоны обладают относительной видовой специфичностью, что имеет важное значение, так как позволяет недостаток того или иного гормона в организме человека компенсировать введением гормональных препаратов, получаемых из соответствующих желез животных. В настоящее время удалось не только выделить многие гормоны, но даже получить некоторые из них синтетическим путем.
Гормоны действуют на обмен веществ, регулируют клеточную активность, способствуют проникновению продуктов обмена веществ через клеточные мембраны. Гормоны влияют на дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение; с гормонами связана функция размножения.
Рост и развитие организма, смена различных возрастных периодов связаны с деятельностью желез внутренней секреции.
Механизм действия гормонов до конца не изучен. Считают, что гормоны действуют на клетки органов и тканей, взаимодействуя со специальными участками клеточной мембраны — рецепторами. Рецепторы специфичны, они настроены на восприятие определенных гормонов. Поэтому, хотя гормоны разносятся кровью по всему организму, они воспринимаются только определенными органами и тканями, получившими название органов и тканей-мишеней.
Включение гормонов в обменные процессы, протекающие в органах и тканях, опосредуется внутриклеточными посредниками, передающими влияние гормона на определенные внутриклеточные структуры. Наиболее значимым из них является циклический аденозинмонофосфат, образующийся под влиянием гормона из аденозинтрифосфорной кислоты, присутствующей во всех органах и тканях. Кроме того, гормоны способны активировать гены и таким образом влиять на синтез внутриклеточных белков, участвующих в специфической функции клеток.
Гипоталамо-гипофизарная система, ее роль в регуляции деятельности желез внутренней секреции. Гипоталамо-гипофизарной системе принадлежит важнейшая роль в регуляции активности всех желез внутренней секреции. Многие клетки одного из жизненно важных отделов мозга — гипоталамуса обладают способностью к секреции гормонов, называемых рилизинг-факторами. Это нейросекреторные клетки, аксоны которых связывают гипоталамус с гипофизом. Выделяемые этими клетками гормоны, попадая в определенные отделы гипофиза, стимулируют секрецию его гормонов. Гипофиз — небольшое образование овальной формы, расположен у основания мозга в углублении турецкого седла основной кости черепа.
Различают переднюю, промежуточную и заднюю доли гипофиза. Согласно Международной анатомической номенклатуре, переднюю и промежуточную долю называют аденогипофизом, а заднюю— нейрогипофизом.
Под влиянием рилизинг-факторов в передней доле гипофиза выделяются тропные гормоны: соматотропный, тиреотропный, адренокортикотропный, гонадотропный.
Соматотропин, или гормон роста, обусловливает рост костей в длину, ускоряет процессы обмена веществ, что приводит к усилению роста, увеличению массы тела. Недостаток этого гормона проявляется в малорослости (рост ниже 130 см), задержке полового развития; пропорции тела при этом сохраняются. Психическое развитие гипофизарных карликов обычно не нарушено. Среди гипофизарных карликов встречались и выдающиеся люди.
Избыток гормонов роста в детском возрасте ведет к гигантизму. В медицинской литературе описаны гиганты, имевшие рост 2 м 83 см и даже более (3 м 20 см). Гиганты характеризуются длинными конечностями, недостаточностью половых функций, пониженной физической выносливостью.
Иногда избыточное выделение гормона роста в кровь начинается после полового созревания, т. е. когда эпифизарные хрящи уже окостенели и рост трубчатых костей в длину уже невозможен. Тогда развивается акромегалия: увеличиваются кисти и стопы, кости лицевой части черепа (они окостеневают позже), усиленно растут нос, губы, подбородок, язык, уши, голосовые связки утолщаются, отчего голос становится грубым; увеличивается объем сердца, печени, желудочно-кишечного тракта.
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) оказывает влияние на деятельность коры надпочечников. Увеличение количества АКТГ в крови вызывает гиперфункцию коры надпочечников, что приводит к нарушению обмена веществ, увеличению количества сахара в крови. Развивается болезнь Иценко — Кушинга с характерным ожирением лица и туловища, избыточно растущими волосами на лице и туловище; нередко при этом у женщин растут борода и усы; повышается артериальное давление; разрыхляется костная ткань, что ведет подчас к самопроизвольным переломам костей.
В аденогипофизе образуется также гормон, необходимый для нормальной функции щитовидной железы (тиреотропин).
Несколько гормонов передней доли гипофиза оказывают влияние на функции половых желез. Это гонадотропные гормоны. Одни из них стимулируют рост и созревание фолликулов в яичниках (фолитропин), активируют сперматогенез. Под влиянием лютропина у женщин происходит овуляция и образование желтого тела; у мужчин он стимулирует выработку тестостерона. Пролактин оказывает влияние на выработку молока в молочных железах; при его недостатке продукция молока снижается.
Из гормонов промежуточной доли гипофиза наиболее изучен меланофорный гормон, или меланотропин, регулирующий окраску кожного покрова. Этот гормон действует на клетки кожи, содержащие зернышки пигмента. Под влиянием гормона эти зернышки распространяются по всем отросткам клетки, вследствие чего кожа темнеет. При недостатке гормона окрашенные зернышки пигмента собираются в центре клеток, кожа бледнеет.
Во время беременности в крови содержание меланофорного гормона увеличивается, что вызывает усиленную пигментацию отдельных участков кожи (пятна беременности).
Под влиянием гипоталамуса из задней доли гипофиза выделяются гормоны антидиуретин, или вазопрессин, и окситоцин. Окситоцин стимулирует гладкую мускулатуру матки при родах.
Он также оказывает стимулирующее влияние на выделение молока из молочных желез.
Наиболее сложным действием обладает гормон задней доли гипофиза, названный антидиуретическим (АДГ); он усиливает обратное всасывание воды из первичной мочи, а также влияет на солевой состав крови. При уменьшении количества АДГ в крови наступает несахарное мочеизнурение (несахарный диабет), при котором в сутки отделяется до 10—20 л мочи. Вместе с гормонами коры надпочечников АДГ регулирует водно-солевой обмен в организме.
Структура и функция гипофиза претерпевают существенные изменения с возрастом. У новорожденного масса гипофиза 0, 1 — 0, 15 г, к 10 годам она достигает 0, 3 г (у взрослых —0, 55—0, 65 г).
В период, предшествующий половому созреванию, значительно усиливается секреция гонадотропных гормонов, достигающая максимума в период полового созревания.
Регуляция нейросекреции по механизму обратной связи. Гипоталамо-гипофизарной системе принадлежит важнейшая роль в поддержании необходимого уровня гормонов. Это постоянство осуществляется благодаря обратным влияниям гормонов желез внутренней секреции на гипофиз и гипоталамус. Циркулирующие в крови гормоны, влияя на гипофиз, тормозят выделение в нем тропных гормонов либо, воздействуя на гипоталамус, снижают высвобождение рилизинг-факторов. Это так называемая отрицательная обратная связь (рис. 27).

Рассмотрим взаимодействие желез внутренней секреции на примере гипофиза и щитовидной железы. Тиреотропный гормон гипофиза стимулирует секрецию щитовидной железы, но если содержание ее гормона превысит нормальный предел, то этот гормон по механизму обратной связи затормозит образование тиреотропного гормона гипофиза. Соответственно снизится его активирующее влияние на щитовидную железу и уменьшится содержание ее гормона в крови. Такие же взаимоотношения выявлены между аденокортикотропным гормоном гипофиза и гормонами коры надпочечников, а также между гонадотропными гормонами и гормонами половых желез.
Таким образом, осуществляется саморегуляция деятельности желез внутренней секреции: увеличение функции железы под влиянием факторов внешней или внутренней среды приводит в силу отрицательной обратной связи к последующему торможению и нормализации гормонального баланса.
Так как гипоталамическая область мозга связана с другими отделами центральной нервной системы, то она является как бы коллектором всех импульсов, поступающих из внешнего мира и внутренней среды. Под влиянием этих импульсов меняется функциональное состояние нейросекреторных клеток гипоталамуса, а вслед за этим — деятельность гипофиза и связанных с ним эндокринных желез.
Щитовидная железа. Щитовидная железа располагается впереди гортани и состоит из двух боковых долей и перешейка. Железа богато снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами. За 1 мин через сосуды щитовидной железы протекает количество крови, в 3—5 раз превышающее массу этой железы.
Крупные железистые клетки щитовидной железы образуют фолликулы, заполненные коллоидным веществом. Сюда поступают вырабатываемые железой гормоны, представляющие собой соединение иода с аминокислотами.
Гормон щитовидной железы тироксин содержит до 65% иода. Тироксин—мощный стимулятор обмена веществ в организме; он ускоряет обмен белков, жиров и углеводов, активирует окислительные процессы в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена. Особенно важна роль гормона в развитии плода, в процессах роста и дифференцировки тканей.
Гормоны щитовидной железы оказывают стимулирующее воздействие на центральную нервную систему. Недостаточное поступление гормона в кровь или его отсутствие в первые годы жизни ребенка приводит к резко выраженной задержке психического развития.
В процессе онтогенеза масса щитовидной железы значительно возрастает — с 1 г в период новорожденности до 10 г к 10 годам. С началом полового созревания рост железы особенно интенсивен, в этот же период возрастает функциональное напряжение щитовидной железы, о чем свидетельствует значительное повышение содержания суммарного белка, который входит в состав гормона щитовидной железы. Содержание тиреотропина в крови интенсивно нарастает до 7 лет. Увеличение содержания тироидных гормонов отмечается к 10 годам и на завершающих этапах полового созревания (15—16 лет). В возрасте от 5—6 к 9—10 годам качественно изменяются гипофизарно-щитовидные взаимоотношения — снижается чувствительность щитовидной железы к тиреотропным гормонам, наибольшая чувствительность к которым отмечена в 5—6 лет. Это свидетельствует о том, что щитовидная железа имеет особенно большое значение для развития организма в раннем возрасте.
Недостаточность функции щитовидной железы в детском возрасте приводит к кретинизму. При этом задерживается рост и нарушаются пропорции тела, задерживается половое развитие, отстает психическое развитие. Раннее выявление гипофункции щитовидной железы и соответствующее лечение оказывают значительный положительный эффект.
Нарушения функций щитовидной железы могут возникать в результате генетических изменений, а также из-за недостатка иода, необходимого для синтеза гормонов щитовидной железы. Чаще всего это имеет место в высокогорных районах, лесистых местностях с подзолистой почвой, где ощущается нехватка иода в воде, почве, растениях. У людей, живущих в этих местностях, происходит увеличение щитовидной железы до значительных размеров, а функция ее, как правило, снижена. Это эндемический зоб. Эндемическими называют заболевания, связанные с определенной местностью и постоянно наблюдаемые у живущего там населения.
В нашей стране благодаря широкой сети профилактических мероприятий эндемический зоб как массовое заболевание ликвидирован. Хороший эффект дает прибавка солей иода к хлебу, чаю, соли. Добавление 1 г йодистого калия на каждые 100 г соли удовлетворяет потребность организма в иоде.
Надпочечники. Надпочечники — парный орган; располагаются они в виде небольших телец над почками. Масса каждого из них 8—30 г. Каждый надпочечник состоит из двух слоев, имеющих разное происхождение, разное строение и различные функции: наружного — коркового и внутреннего — мозгового.
Из коркового слоя надпочечников выделено более 40 веществ, относящихся к группе стероидов. Это — кортикостероиды, или кортикоиды. Выделяют три основные группы гормонов коркового слоя надпочечников:

1) глюкокортикоиды — гормоны, действующие на обмен веществ, особенно на обмен углеводов. Сюда относят гидрокортизон, кортизон и кортикостерон. Отмечена способность глюкокортикоидов подавлять образование иммунных тел, что дало основание применять их при пересадке органов (сердце, почки). Глюкокортикоиды обладают противовоспалительным действием, снижают повышенную чувствительность к некоторым веществам;
2) минералокортикоиды. Они регулируют преимущественно минеральный и водный обмен. Гормон этой группы — аль-достерон; 3) андрогены и эстрогены — аналоги мужских и женских половых гормонов. Эти гормоны менее активны, чем гормоны половых желез, вырабатываются в незначительном количестве.

Гормональная функция коры надпочечников тесно связана с деятельностью гипофиза. Адренокортикотропный гормон гипофиза (АКЛТ) стимулирует синтез глюкокортикоидов и в меньшей степени — андрогенов.
Надпочечные железы уже с первых недель жизни характеризуются бурными структурными преобразованиями. Развитие коры надпочечников интенсивно протекает в первые годы жизни ребенка. К 7 годам ее ширина достигает 881 мкм, в 14 лет она составляет 1003, 6 мкм. Мозговое вещество надпочечников к моменту рождения представлено незрелыми нервными клетками. Они быстро в течение первых лет жизни дифференцируются в зрелые клетки, называемые хромофильными, так как отличаются способностью окрашиваться в желтый цвет хромовыми солями. Эти клетки синтезируют гормоны, действие которых имеет много общего с симпатической нервной системой, —катехоламины (адреналин и норадреналин). Синтезированные катехоламины содержатся в мозговом веществе в виде гранул, из которых освобождаются под действием соответствующих стимулов и поступают в венозную кровь, оттекающую от коры надпочечников и проходящую через мозговое вещество. Стимулами поступления катехоламинов в кровь является возбуждение, раздражение симпатических нервов, физическая нагрузка, охлаждение и др. Главным гормоном мозгового вещества является адреналин, он составляет примерно 80% гормонов, синтезируемых в этом отделе надпочечников. Адреналин известен как один из самых быстродействующих гормонов. Он ускоряет кругооборот крови, усиливает и учащает сердечные сокращения; улучшает легочное дыхание, расширяет бронхи; увеличивает распад гликогена в печени, выход сахара в кровь; усиливает сокращение мышц, снижает их утомление и т. д. Все эти влияния адреналина ведут к одному общему результату — мобилизации всех сил организма для выполнения тяжелой работы.
Повышенная секреция адреналина — один из важнейших механизмов перестройки в функционировании организма в экстремальных ситуациях, при эмоциональном стрессе, внезапных физических нагрузках, при охлаждении.
Тесная связь хромофильных клеток надпочечника с симпатической нервной системой обусловливает быстрое выделение адреналина во всех случаях, когда в жизни человека возникают обстоятельства, требующие от него срочного напряжения сил. Значительное нарастание функционального напряжения надпочечников отмечается к 6 годам и в период полового созревания. В это же время значительно увеличивается содержание в крови стероидных гормонов и катехоламинов.
Поджелудочная железа. Позади желудка, рядом с двенадцатиперстной кишкой, лежит поджелудочная железа. Это железа смешанной функции. Эндокринную функцию осуществляют клетки поджелудочной железы, расположенные в виде островков (островки Лангерганса). Гормон был назван инсулином (лат. insula—островок).
Инсулин действует главным образом на углеводный обмен, оказывая на него влияние, противоположное адреналину. Если адреналин способствует быстрейшему расходованию в печени запасов углеводов, то инсулин сохраняет, пополняет эти запасы.
При заболеваниях поджелудочной железы, приводящих к снижению выработки инсулина, большая часть поступающих в организм углеводов не задерживается в нем, а выводится с мочой в виде глюкозы. Это приводит к сахарному мочеизнурению (сахарный диабет). Наиболее характерные признаки диабета — постоянный голод, неудержимая жажда, обильное выделение мочи и нарастающее исхудание.
У новорожденных внутрисекреторная ткань поджелудочной железы преобладает над внешнесекреторной. Островки Лангерганса значительно увеличиваются в размерах с возрастом. Островки большого диаметра (200—240 мкм), свойственные взрослым, обнаруживаются после 10 лет. Установлено и повышение уровня инсулина в крови в период от 10 до 11 лет. Незрелость гормональной функции поджелудочной железы может явиться одной из причин того, что у детей сахарный диабет выявляется чаще всего в возрасте от 6 до 12 лет, особенно после перенесения острых инфекционных заболеваний (корь, ветряная оспа, свинка). Отмечено, что развитию заболевания способствует переедание, в особенности избыточность богатой углеводами пищи.
Инсулин по своей химической природе — белковое вещество, которое удалось получить в кристаллическом виде. Под его влиянием происходит синтез гликогена из молекул сахара и отложение запасов гликогена в клетках печени. Вместе с тем инсулин способствует окислению сахара в тканях и таким образом обеспечивает наиболее полное его использование.
Благодаря взаимодействию адреналинового и инсулинового влияния поддерживается определенный уровень сахара в крови, необходимый для нормального состояния организма.
Половые железы. Половые гормоны вырабатываются половыми железами, которые относятся к числу смешанных.
Мужские половые гормоны (андрогены) вырабатываются особыми клетками семенников. Они выделены из экстрактов семенников, а также из мочи мужчин.
Истинным мужским половым гормоном является тестостерон и его производное — андростерон. Они обусловливают развитие полового аппарата и рост половых органов, развитие вторичных половых признаков: огрубение голоса, изменение телосложения— шире становятся плечи, увеличиваются мышцы, усиливается рост волос на лице и теле. Совместно с фолликулостимулирую-щим гормоном гипофиза тестостерон активирует сперматогенез (созревание сперматозоидов).
При гиперфункции семенников в раннем возрасте отмечается преждевременное половое созревание, быстрый рост тела и развитие вторичных половых признаков. Поражение семенников или их удаление (кастрация) в раннем возрасте вызывает прекращение роста и развития половых органов; вторичные половые признаки не развиваются, увеличивается период роста костей в длину, отсутствует половое влечение, оволосение лобка очень скудное или не наступает вовсе. Не растут волосы на лице, голос сохраняется высоким в течение всей жизни. Короткое туловище и длинные руки и ноги придают мужчинам с поврежденными или удаленными семенниками характерный вид.
Женские половые гормоны — эстрогены вырабатываются в яичниках. Они оказывают влияние на развитие половых органов, выработку яйцеклеток, обусловливают подготовку яйцеклеток к оплодотворению, матки — к беременности, молочных желез — к кормлению ребенка.
Истинным женским половым гормоном считают эстрадиол. В процессе обмена веществ половые гормоны превращаются в разнообразные продукты и выделяются с мочой, откуда их искусственно выделяют. К женским половым гормонам относится и прогестерон — гормон беременности (гормон желтого тела).
Гиперфункция яичников вызывает раннее половое созревание с выраженными вторичными признаками и менструацией. Описаны случаи раннего полового созревания девочек в 4—5 лет.
Половые гормоны в течение всей жизни оказывают мощное влияние на формирование тела, обмен веществ и половое поведение.