Фізіологія ендокринної системи
Життєдіяльність людини здійснюється за рахунок нервової і гуморальної регуляції. Гуморальною називається регуляція за допомогою речовин, які проводяться певними клітинами організму для дії через внутрішнє середовище на інші клітини. Вищою формою гуморальної регуляції є гормональна. Гормони виділяються ендокринними залозами або залозами внутрішньої секреції. Особливістю цих залоз є відсутність вивідних протоків і виділення створюваних речовин безпосередньо в кров.
Класифікація залоз внутрішньої секреції
1. Аденогіпофіз і залежні від нього ендокринні залози (аденогіпофіз, щитоподібна залоза, яєчка, яєчники, пласт кори надниркових залоз);
2. Залози внутрішньої секреції, які не залежать від гіпофіза (паращитоподібні, тимус (загрудинна), мозкова речовина надниркових залоз, панкреатичні острівці);
3. Ендокринні залози нейрогенного походження (гіпоталамус, кишкові і шлункові клітини);
4. Ендокринні залози нейрогліального походження (эпіфіз, нейрогіпофіз).
Класифікація гормонів
1. стероїдні – гормони кори надниркових і статевих залоз (кортикостероїди, андрогени, естрогени);
2. похідні амінокислот (аміни) – норадреналін, адреналін, тироксин;
3. білкові і пептидні – глюкагон, паратгормон, інсулін і інші.;
4. глікопротеїни – фоліколустимулюючий, лютеїнстимулюючий.
Типи гормональних ефектів:
1. метаболічний – регулюють обмін речовин;
2. соматичний – забезпечують зростання, розвиток організму;
3. кінетичний (пусковий) – здійснюють включення діяльності органів;
4. корегуючий – регулюють зміни інтенсивності функціонування організму.
Шляхи регуляції ендрокринних залоз.
Сигнали із зовнішнього або внутрішнього середовища організму поступають в різні відділи ЦНС, і в кінцевому результаті значна частина їх по нервових шляхах поступає в гіпоталамус. Нейрони гіпоталамуса виділяють речовини, які стимулюють секрецію гормонів передньої частини гіпофіза. Це рилізинг-фактори або ліберини. А також гальмуючі або інгібуючі чинники – статини. Під дією ліберинів і статинів здійснюється синтез і секреція гормонів гіпофіза, які у свою чергу визначають рівень секреції гормонів інших залоз внутрішньої секреції. Це так званий трансгіпофізарний шлях регуляції ендокринних залоз.
В супраоптичних і паравентрикулярних ядрах гіпоталамуса проводяться вазопресин і окситоцин і через аксони нервових кліток поступають в задню частину гіпофіза, де вони нагромаджуються і потім секретуються в кров згідно потребам. Це – парагіпофізарний шлях регуляції ендокринної залози.
Автономна нервова система також впливає на залози внутрішньої секреції.
Механізм регуляції утворення гормонів
Клітини залоз внутрішньої секреції виділяють в кров гормони, які змінюють певні процеси обміну. На утворення гормонів ендокринними залозами впливає стан регульованих ними процесів. Клітини залоз внутрішньої секреції виділяють в кров гормони, які змінюють певні процеси обміну. Як тільки ці зміни досягають певної величини, подальша освіта і виділення гормону зменшується. Регулюючим чинником є і сам рівень того або іншого гормону в крові – підвищений рівень викликає гальмування секреції. Таким чином спрацьовує принцип зворотнього зв’язку.
Методи вивчення функції залоз внутрішньої секреції .
1. Хірургічний.
2. Введення екстрактів ендокринних залоз, гормонів.
3. Трансплантація ендокринних залоз.
4. Метод експлантації ендокринних залоз.
5. Введення радіоактивної мітки. Ауторадіографія.
6. Визначення вмісту гормонів і їх метаболітів в біологічних рідинах.
Гіпоталамус є відділом проміжного мозку, донизу він переходить у ніжку якою з’єднюється з гіпофізом.
Гіпоталамус аферентними (рухливими) та еферентними (чуттєвими) шляхами зв’язаний з усіма відділами ЦНС. В гіпоталамусі є клітини, які відчувають зміни в складі крові – хеморецептори, та зміни тиску – осморецептори. Таким чином, гіпоталамус є дуже чутливим до змін внутрішнього та зовнішнього середовища. Гіпоталамічні клітини мають здатність до нейросекретності, тобто виробляють нейрогормони. Аксони нейросекреторних клітин формують гіпоталамо-гіпофізарний тракт – ніжку гіпофіза, по якій нейрогормони поступають до гіпофіза, змінюючи його активність. Нейрогормони діють на передню долю гіпофіза й називаються релізинг-факторами.
Гіпофіз (hipophysis) – найважливіша залоза внутрішньої секреції, ії називають “королем залоз”, тому що вона регулює діяльність цілого ряду інших ендокринних залоз. Гіпофіз розташовується в турецькому сідлі на тілі клиновидної кістки. Маса гіпофіза 0.4 –
· ацидофільні, які виділяють гормон росту та лактогенний гормон,
· базовільні, які виділяють інші гормони, та
· хромофобні, які є резервними клітинами і можуть за потребою ставати ацидофільними або базофільними.
Гормоноутворююча функція всього гіпофізу знаходиться під контролем гіпоталамуса проміжного мозку.
Передня доля виробляє наступні гормони:
1. Гормон росту, чи соматотропний – СТГ.
В нормі СТГ підвищує синтез білка в кістах, хрящах, м’язах і печінці; у статевонезрілих організмів він стимулює утворення хряща і тим самим активує ріст тіла в довжину, одночасно він стимулює в них ріст серця, легень, печінки, нирок, кишечника, підшлункової залози, наднирників; у дорослих він контролює ріст органів і тканин. Крім того, СТГ знижує ефекти інсуліну.
Регуляція продукції СТГ здійснюється за рахунок двох гормонів гіпоталамуса – соматоліберина (активує її) і соматостатіна (гальмує продукцію). Соматоліберин переважно синтезується нейронами інтромедіального і аркуатного ядер гіпоталамуса; його продукція зростає під впливом таких факторів, як фізичне навантаження, стресові впливи, сон, а також при дії дофаміну, серотоніну і норадреналіну. Гальмування серкреції соматоліберина відбувається під впливом СТГ. Соматостатин продукується в тих же ядрах гіпоталамуса, в інших відділах ЦНС, а також клітинами травного тракту і дельта – клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози.
2. Тиреотропний гормон – ТТГ діє винятково на щитовидну залозу, стимулюючи її функцію. Він активізує протеолітичні ферменти ( катепсини ), під впливом яких відбувається гідроліз тиреоглобуліну і вивільнення знього гормонів щитовидної залози – тиреотропіну та трийодтироніну.
3. Адренокортикотропний гормон – АКТГ – є стимулятором кори надниркових залоз. Це проявляється збільшенням швидкості синтезу білка, активацією і секрецією кортикостероїдів. АКТГ знижує проникність стінки капілярів. Під впливом гормону зменшуються лімфатичні вузли, селезінка і особливо щитовидна залоза, знижуються рівні лімфоцитів. Секреція гормона залежить від добових коливань : увечері міст його в гіпофізі вищий, ніж уранці.
4. Фолікулостимулюючий гормон – ФСГ. Під впливом цього гормону в яєчнику стимулюється ріст везикулярного фолікула і його оболонок, секреція фолікулярної рідини. Цей гормон впливає на утворення чоловічих статевих клітин – сперматозоонів.
5. Лютеїнізуючий гормон – ЛГ потрібен для росту фолікула яєчника на стадіях, які передують овуляції, тобто для розривання оболонки дозрілого фолікула і виходу з нього яйцеклітини, а також для утворення на місці фолікула жовтого тіла. Лютеїнізуючий гормон стимулює утворення жіночих статевих гормонів естрогенів, а в чоловіків – чоловічих статевих гормонів андрогенів.
6. Лютеотропний гормон – ЛТГ або пролактин, сприяє утворенню молока в альвеолах молочної залози жінки. До настання лактації молочна залоза формується під впливом жіночих статевих гормонів і естрогени зумовлюють ріст протоків молочної залози, а прогестерон – розвиток її альвеол. Після пологів посилюється секреція гіпофізом пролактину і настає лактація – утворення і виділення молока молочними залозами. Пролактин має також лютеотропну дію, тобто забезпечує функціонування жовтого тіла і утворення прогестерону. У чоловічому організмі він стимулює ріст і розвиток передміхурової залози та сім’яних міхурців.
7. Ліпопротеїни, виділенні з передньої частки гіпофіза, мобілізують жир із жирових депо, зумовлюють ліполіз зі збільшенням вільних жирних кислот у крові. Вони є попередниками ендорфінів.
Гіпофіз має ектодермальне походження.
Аденогіпофіз формується кишені Ратке ротової порожнини.
Нейрогіпофіз – з проміжного мозку.
У дитини між передньою та проміжною долями є щілина, яка у дорослих заростає. Маса гіпофіза немовляти
Ацидофідьні клітини з’являються на другому тижні внутрішньоутробного розвитку. Їх кількість зростає до 20-ти років, від 20 до 50 років – незмінна, а потім зменшується. СТГ виділяється ще при внутрішньоутробному розвитку. Кількість СТГ у дітей до 5 років більша, ніж у дорослих, з 5 років СТГ виділяється як у дорослого. Кількість виділеного СТГ пов’язано з розвитком відповідних клітин гіпоталамуса. Чутливість до СТГ з віком збільшується. Припинення росту, не дивлячись на СТГ, залежить від кількості естрогенів,які зменшують його активність, які виділяються в період статевого дозрівання. АКТГ, ТТГ починають виділятися також з внутрішньоутробного розвитку. Гонадотропні гормони – ФСГ, ЛГ, ЛТГ, лактогенний гормон – починають виділятися в період статевого дозрівання та при грудному вигодовлюванні.
Проміжна доля гіпофіза виділяє меланотропін, що регулює забарвлення шкірного покриву. Під його впливом з тирозину в присутності тирозинази утворюється меланін. Ця речовина під впливом сонячного світла переходить з дисперсійного стану в агрегатний, що дає ефект засмаги. При його гіпофункції шкіра блідне.
Нейрогіпофіз формується з нейродерми третього мозкового шлуночка. Має разом з аденогіпофізом спільну капсулу та спільну судинну систему. Він виділяє вазопресин та окситоцин.
Вазопресин, або антидіуретичний гормон виконує в організмі дві функці :
1. стимулює вплив гормону на гладкі м’язи артеріол, що призводить до підвищення їх тонусу і артеріального тиску;
2. посилює реабсорбцію води з дистальних відділів канальців нирок у кров, що супроводжується зменшенням продукції сечі в нирках (антидіуретична дія гормону).
Отже вазопресин зменшує сечовиділення і підвищує осмотичну концентрацію сечі. Його виділення вночі максимальне і мінімальне опівдні. Стрес також збільшує рівень вазопресину. Він знижує реакцію на біль. Виділення вазопресину здійснюється рефлекторно. При збільшенні осмотичного тиску осморецептори судин збуджуються, це збудження передається в підбугрову область, де починається виділення вазопресину. При гіпофункції вазопресину розвивається нецукровий діабет.
Окситоцин вибірково діє на гладкі м’язи матки, посилюючи її скорочення. Під час пологів окситоцин стимулює скорочення матки, забезпечуючи нормальний їх перебіг. Він може стимулювати виділення молока із альвеол молочної залози. Окситоцин виділяється із нейрогіпофіза рефлекторним шляхом при подразненні рецепторів матки. Акт ссання також рефлекторно сприяє цьому. Сигнал у відповідь на ссання або подразнення рецепторів аферентними нервовими волокнами досягає спинного мозку, проходить через його стовбур, і стимулює діяльність нейросекреторних клітин ядер переднього гіпоталамуса. При цьому з нейрогіпофіза у кровотік виділяється окситоцин.
В підлітковому періоді збільшується виділення окситоцину і зменшення виділення вазопресину.
Гіпоталамус разом з гіпофізом утворюють гіпоталамо-гіпофізарну систему. Вона відіграє важливу роль у регуляції функцій ендокринних залоз.
Для розуміння взаємовідносин гіпофіза і гіпоталамуса слід звернути увагу на особливості кровозабезпечення цих анатомічно та функціонально зв’язаних органів. Справа в тому, що верхні гіпофізарні артерії напрямляються до сірого бугра проміжного мозку і до воронки нейрогіпофіза, де розгалужуються на капіляри, які проникають в тканину мозку і утворюють первинну гемокапілярну сітку. Ці капіляри оплутують нейросекреторні клітини гіпоталамуса. Саме тут нейросекрет з нервових клітин гіпоталамуса виділяється в кров. З довгих та коротких капілярів первинної капілярної сітки формується так звані ворітні вени гіпофіза, які йдуть до його бугорної частини, до аденогіпофіза. В передній частці гіпофіза ворітні вени розпадаються на широкі (синусоїдальні) капіляри, утворюючи вторинну гемокапілярну сітку, яка оплутує в аденогіпофізі його секреторні клітини.
Гіпоталамо–гіпофізарна система складається з :
Системи, яка складається з гіпоталамуса і нейрогіпофіза( задньої частки гіпофіза );
Системи, утворена гіпофізотропною зоною гіпоталамуса зв’язана з аденогіпофізом за допомогою гемотоневральної контактної зони;
Системи нейроендокринна, відповідальна за утворення нейрорегуляторних пептидів ( енкефалінів, ендорфінів, речовини Р та ін. ), яким властива гіпофізарна активність.
Синтез у гіпоталамусі гормонів, зокрема антидіуретичного (вазопресину ) і окитоцину, здійснюється в нейронах супраоптичного і паравентрикулярного ядер.
Ці гормони транспортуються у вигляді гранул із клітинних тіл їхніми аксонами, що утворюють гіпоталамо-гіпофізарний тракт лійки, з капілярів нейрогіпофіза, куди виділяються гормони після розпаду гранул. Крім великих нейросекркторних клітин, що виробляють вазопресин, окситоцин, у гіпоталамусі є дрібні нервові клітини. Розташовані в гіпофізарній зоні, які продукують гормони, котрі стимулюють або пригнічують вивільнення гормонів аденогіпофізом – це так звані рилізинг – гормони, або рилізинг – чинники. Нещодавно запропоновано називати рилізинг-гормони, які сприяють утворенню гормонів аденогіпофізом, ліберинами, а гормони-інгібітори – статинами. За своїм хімічним складом рилізинг-гормони є пептидами. Деякі з них уже синтезовані і їх використовують у терапевтичній практиці.
Рилізинг-гормони з гіпофізарної зони гіпоталамуса потрапляють до аденогіпофза через ворітну систему вен гіпофіза, які несуть кров до капілярного сплетення аденогіпофіза. На стінках цих судин закінчуються й аксони секреторних нейронів гіпофізарної зони. З капілярних петель рилізинг-гормони потрапляють до своїх клітин-мішеней аденогіпофіза, які виробляють тропні гормони. Вважають, що рилізинг-гормони не лише регулюють виділення тропних гормонів аденогіпофіза, але й стимулюють або пригнічують функцію нейронів у різних відділах головного мозку.
Крім рилізинг-гормонів, у гіпоталамусі синтезуються пептиди, яким властива морфіноподібна дія. Це енкефаліни і ендорфіни ( ендогенні опіати ). Вони відіграють важливу роль у механізмах болю і знеболення, регуляції поведінки й вегетативних інтегративних процесів.
На функцію ендокринних залоз через гіпоталамус впливають різні структури ЦНС. Так, центральна регуляція гіпоталамо-гіпофізарної системи здійснюється центрами, які локалізуються в преоптичній ділянці, лімбічній системі, у нейронах стовбура головного мозку довгастому, середньому і мосту), аж до кори великого мозку. В свою чергу реакція центрів розпочинається при певному рівні гормонів периферичних ендокринних залоз і тропних гормонів гіпофіза.
Проведемо характеристику залоз внутрішньої секреції, які залежать від гіпофіза. Сюди відноситься :
Щитовидна залоза;
Надниркові залози;
Статеві залози.
Щитовидна залоза у людини складається з двох доль, з’єднаних перешийком. Іноді зустрічається пірамідальна доля. Вона лежить на передній поверхні щитовидного хряща гортані – звідки й назва. Має фолікулярну будову. Для побудови гормонів щитовидної залози необхідний йод. На добу вона поглинає 120 мкг йоду.
Щитовидна залоза з’являється на третьому тижні ембріонального розвитку; формується з ектодерми глотки. У немовляти її маса
Щитовидна залоза легко піддається дії несприятливих екологічних факторів, як із-за поверхневої локалізації, так і в зв’язку з кумуляцією йоду і інших мікроелементів. Важливу роль грає висока чутливість залози до імуностимуляції та іонізуючого випромінювання. Як наслідок, 6 відсотків населення мають ті чи інші порушення функції щитовидної залози.
Гормони щитовидної залози:
1. Тироксин
2. Трийодтиронін
Ці гормони впливають на морфологію та функції органів і тканин:
Ріст і розвиток організму, на всі види обміну речовин, активність ферментних систем, на функції центральної нервової системи, вищу нервову діяльність, вегетативні функції організму.
Поступаючи в кров, вони зв’язуються білками крові за допомогою спеціальних ферментів.
Порушення функцій щитовидної залози. При явному збільшенні вона називається ендемічний зоб, або хвороба Базєдова. При цій хворобі проявляється різке схуднення, екзофтальм (волоокість), збільшення ЧСС та пітливості, рухова активність, збудливість, швидке втомлення, підвищений апетит. Ендемічний зоб – це збільшення щитовидної залози, що пов’язане з певною місцевістю, де знижена кількість йоду в продуктах.
Гіпофункція щитовидної залози виникає в ранньому дитинстві до 3 – 4 років – кретинізм, або слизовий набряк, або міксидема. При цьому знижується обмін речовин, особливо вуглеводів, низька температура, зменшення ЧСС, збільшення язика, сонливість, стомлення, зниження лібідо, безпліддя та ожиріння.
Наднирники розташовані на верхньому полюсі нирок. У людини їх маса становить 15 –
Кіркова речовина поділяється на три зони – клубочкова, пучкова та сітчаста.
1. Клубочкова зона розташована по поверхні наднирника. Її клітини зібрані в клубки, які нагадують поівкільця, арки і т.д.
2. Клітини пучкової зони створюють повздовжні стовбці.
3. Сітчаста зона – це клітини, які дуже тісно зв’язані між собою та створюють сітку. Кіркова речовина наднирників формується з мезодерми, а мозкова – з ектодерми.
Наднирники починають формуватись з 4 тижня внутрішньоутробного життя. У місячного ембріону маса наднирників зрівнюється, а іноді і більша за масу нирок. У немовляти вона складає
Мозкова речовина складається з клітин, які секретують адреналін та норадреналін – це нервові клітини симпатичних гангліїв, які втратили відростки, а, разом з тим, і здатність проводити збудження, але зберегли здатність виділяти норадреналін. Мозкова речовина наднирників починає функціонувати на 5 – 6 місяць внутрішньоутробного розвитку.
Гормони кори наднирників це стероїди, які синтезуються з холестирину та аскорбінової кислоти.
Адреналін володіє широким спектром дії на організм. Він впливає на вуглеводний обмін, посилює розпад глікогену, зумовлюючи зменшення його запасів у печінці та м’язах, що призводить до збільшення вмісту глюкози крові. Адреналін має лі політичну дію – підвищує вміст вільних кислот у крові. Він спричинює прискорення і посилення серцевих скороченя, поліпшує проведення збудження в серці, звужує артеріоли шкіри, органів черевної порожнини, таким чином підвищує артеріальний тиск.
Таким чином, адреналін відіграє важливу роль у пристосувальних, захисних реакціях організму, може зумовлювати екстрену перебудову функцій, спрямовану на підвищення працездатності організму в надзвичайних умовах.
Норадреналін має ознаки гормону і медіатора, позаяк виконує функції передавача збудження симпатичних нервових закінчень на ефектор, а також у нейронах НС.
Гормони клубочкової зони – це мінералокортикоїди.
Гормон цієї групи – альдостерон. Ці гормони регулюють мінеральний та водний обмін. Вони сприяють накопиченню Na+ та виведенню K+ і навпаки при його недостачі. Перерозподіл рідини пов’язаний саме з цими елементами. Звісно, що в середині клітини K+ більше ніж поза нею. При збільшенні його концентрації підвищується тиск всередині клітини і в неї переходить вода з позаклітинної рідини. Внаслідок цього виникає згущення крові, падає кров’яний тиск, виникає дегідратація тканини. При збільшенні альдостерону відбувається затримка Na+, який накопичується в позаклітинній рідині, що призводить до переходу до неї води і виникненню набряків. Одночасно збільшується кров’яний тиск.
Гормони пучкової зони кори наднарників – це глюкокортикоїди.
До них відносяться гідрокортизон, кортизон та кортикостерон. Вони впливають на обмін речовин. Під їх тиском збільшується швидкість розщеплення білка. Вони сприяють синтезу вуглеводів з білків та впливають на обмін жирів, сприяючи їх синтезу та виходу з жирових депо. Вони здатні проявляти протизапальну дію. Протизапальна дія глюкокортикостероїдів використовується в клінічній практиці, наприклад, для лікування хворих із ревматичними процесами. Глюкокортикоїди являються імунодепресантами, тобто ведуть до зниження активності імунної системи. Тому їх використовують при пересадці донорських органів. Вони також беруть участь в реакціях на стресові фактори – це травми, операції, опіки, переохолодження, інфекції, отруєння, втомлення. В цих випадках вони забезпечують адаптаційний синдром, що пристосовує організм до даної незвичайної ситуації. Ця їх властивість використовується при термінальних станах. Тому їх називають захисними (адаптивними ) гормонами.
Гормони сітчастої зони кори наднирників – це андрогени та естрогени – аналоги чоловічих та жіночих статевих гормонів. Вони посилюють розвиток м’язів та вторинних статевих ознак, а також сприяють обміну білків стимулюючи їх синтез у організмі. Разом із цим статеві гормони впливають на емоційний статус і поведінку людини.
Гормони мозкової речовини наднирників. Зрілі клітини мозковой речовини називають хромофільними. Вони синтезують гормони катехоламіни. Це адреналін та норадреналін. Синтезовані гормони зберігаються у вигляді гранул і надходять до крові при збудженні симпатичної нервової системи. Ці гормони посилюють кровообіг, серцебиття, дихання, вихід цукру до крові, збільшують розпад глікогена в печінці, посилюють скорочення м’язів. Все це призводить до мобілізації сил організму і є важливим чинником пристосування організму до екстремальних ситуацій.
Гіперфункція кори наднирників призводить до появи ознак іншої статі.
Гостра надниркова недостатність – це загрожуючий життю стан, внаслідок різкого зниження чи припинення всіх функцій наднирників. Розвивається внаслідок тромбозів при інфарктів та апоплексії наднирників, інфекції. Стан людини – тяжкий з інтоксикацією, температурою 41о, марення. Цей стан дуже небезпечний, може призвести до смерті.
Хронічна надниркова недостатність, або хвороба Аддісона, чи бронзова хвороба. На сьогоднішній день відомо, що у 80% випадків хвороба розвивається внаслідок аутоалергічних процесів, тобто при аутоалергії на стероїдні ферменти. Хвороба розвивається місяцями, іноді роками. Ознаки хвороби: гіперпігментація шкіри, її бронзове забарвлення, значна втрата маси тіла, зниження тиску, характерні темні плями на слизових оболонках шлунково-кишкового тракту, та на губах.
Гормони статевих залоз
Статеві залози продукують чоловічі статеві гормони – андрогени (тестостерон), жіночі – естрогени, прогестини (прогестерон). В період статевого дозрівання ендокринна активність гонад в хлопчиків відновлюється, а у дівчаток їх внутрішня секреція виникає вперше.
Під впливом естрогенів у дівчаток і андрогенів у хлопчиків статеві органи ростуть і дозрівають.
Статеві гормони викликають також розвиток екстрагенітальних статевих ознак – молочних залоз, характерна будова тіла.
У жінок статеві гормони викликають зміни ендометрію, характерні для менструального циклу.
Андрогени проявляють анаболічний ефект, тобто вони усилюють синтез білка.
У жінок ендокринну здатність мають вагітна матка і плацента. Вони продукують релаксин, який забезпечує розслаблення зв’язок лобкового з’єднання і інших суглобів тазу, а також зв’язок матки за рахунок активації розщеплюючих мукопротеїдів ензимів.
Плацента утворює – гонадотропін і лактогенний гормон – і стероїдні гормони – естрогени, прогестерон. Ці гормони проявляють дію аналогічних гормонів, які виділяються іншими органами і є дублюючими і усилюючими їх фізіологічний ефект.
