Физиология желез внутренней секреции. Гомеостаз

Физиология внутренней секреции — раздел , который изучает закономерности синтеза, секреции, транспорта физиологически активных веществ и механизмы их действия на организм.

Либерины и статины

Регуляция секреции гипофизарных гормонов

Тройные гормоны (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, ЛТГ)

Регуляция деятельности щитовидной, половых желез и надпочечников

Гормон роста

Регуляция роста организма, стимуляция белкового синтеза

Вазопрессин (антидиуретический гормон)

Влияет на интенсивность мочевыделения,регулируя количество выделяемой организмом воды

Тиреоидные (йодосодержащие) гормоны — тироксин и др.

Повышают интенсивность энергетического обмена и роста организма, стимуляция рефлексов

Кальцитонин

Контролирует обмен кальция в организме, "сберегая" его в костях

Паратгормон

Регулирует концентрацию в крови кальция

Поджелудочная железа (островки Лангерганса)

Снижение уровня глюкозы в крови, стимуляция печени на превращение глюкозы в гликоген для запасания, ускорение транспорта глюкозы в клетки (кроме нервных клеток)

Глюкагон

Повышение уровня глюкозы в крови, стимулирует быстрое расщепление гликогена до глюкозы в печени и превращение белков и жиров в глюкозу

Мозговой спой:

• Адреналин
• Норадреналин

Повышение уровня глюкозы в крови (поступление из печени дня покрытия энергетических затрат); стимуляция сердцебиения, ускорение дыхания и повышение кровяного давления

Корковый слой

• Глюкокортикоиды (кортизон)

Одновременное повышение глюкозы в крови и синтеза гликогена в печени влияют 10 жировой и белковый обмен (расцепление белков) Устойчивость к стрессу, противовоспалительное действие

• Альдостерон

Увеличение натрия в крови, задержка жидкости в организме, увеличение кровяного давления

Половые железы

Эстрогены /женские половые гормоны), андрогены (мужские половые

Обеспечивают половую функцию организма, развитие вторичных половых признаков

Свойства, классификация, синтез и транспорт гормонов

Гормоны — вещества, выделяемые специализированными эндокринными клетками желез внутренней секреции в кровь и оказывающие специфическое действие на ткани-мишени. Тканями-мишенями называются ткани, обладающие очень высокой чувствительностью к определенным гормонам. Например, для тестостерона (мужского полового гормона) органом-мишенью являются семенники, а для окситоцина — миоэпителий молочных желез и гладкие мышцы матки.

Гормоны могут оказывать несколько эффектов на организм:

• метаболический эффект , проявляющийся в изменении активности синтеза ферментов в клетке и в повышении проницаемости мембран клеток для данного гормона. При этом изменяется метаболизм в тканях и органах-мишенях;
• морфогенетичеекий эффект , заключающийся в стимуляции роста, дифференцировки и метаморфоза организма. В этом случае происходят изменения в организме на генетическом уровне;
• кинетический эффект заключается в активации определенной деятельности исполнительных органов;
• коррегирующий эффект проявляется изменением интенсивности функций органов и тканей даже в отсутствие гормона;
• реактогенный эффект связан с изменением реактивности ткани к действию других гормонов.

Таблица. Характеристика гормональных эффектов

Существует несколько вариантов классификации гормонов. По химической природе гормоны подразделяются на три группы: полипептидные и белковые, стероидные и производные аминокислоты тирозина.

По функциональному значению гормоны также подразделяют на три группы:

• эффекторные, действующие непосредственно на органы-мишени;
• тропные, которые вырабатываются в гипофизе и стимулируют синтез и выделение эффекторных гормонов;
• регулирующие синтез тропных гормонов (либерины и статины), которые выделяются нейросекреторными клетками гипоталамуса.

Гормоны, имеющие различную химическую природу, обладают общими биологическими свойствами: дистантностью действия, высокой специфичностью и биологической активностью.

Стероидные гормоны и производные аминокислот не обладают видовой специфичностью и оказывают одинаковое действие на животных разных видов. Белковые и пептидные гормоны обладают видовой специфичностью.

Белково-пептидные гормоны синтезируются в рибосомах эндокринной клетки. Синтезированный гормон окружается мембранами и выходит в виде везикулы к плазматической мембране. По мере продвижения везикулы гормон в ней «дозревает». После слияния с плазматической мембраной везикула разрывается и гормон выделяется в окружающую среду (экзоцитоз). В среднем период от начала синтеза гормонов до их появления в местах секреции составляет 1-3 ч. Белковые гормоны хорошо растворимы в крови и не требуют специальных переносчиков. Они разрушаются в крови и тканях с участием специфических ферментов — протеиназ. Полупериод их жизни в крови составляет не более 10-20 мин.

Стероидные гормоны синтезируются из холестерина. Полупериод их жизни находится в пределах 0,5-2 ч. Для этих гормонов имеются специальные переносчики.

Катехоламины синтезируются из аминокислоты тирозина. Полупериод их жизни очень короткий и не превышает 1-3 мин.

Кровь, лимфа и межклеточная жидкость транспортируют гормоны в свободном и связанном виде. В свободном виде переносится 10% гормона; в связанном с белками крови — 70-80% и в адсорбированном на форменных элементах крови — 5-10% гормона.

Активность связанных форм гормонов очень низкая, так как они не могут взаимодействовать со специфическими для них рецепторами на клетках и тканях. Высокой активностью обладают гормоны, находящиеся в свободном виде.

Разрушаются гормоны под влиянием ферментов в печени, почках, в тканях-мишенях и самих эндокринных железах. Выводятся гормоны из организма через почки, потовые и слюнные железы, а также желудочно-кишечный тракт.

Регуляция деятельности желез внутренней секреции

В регуляции деятельности желез внутренней секреции принимают участие нервная и гуморальная системы.

Гуморальная регуляция — регуляция при помощи различных классов физиологически активных веществ.

Гормональная регуляция — часть гуморальной регуляции, включающая регуляторные эффекты классических гормонов.

Нервная регуляция осуществляется в основном через и выделяемые им нейрогормоны. Нервные волокна, иннервирующие железы, влияют только на их кровоснабжение. Поэтому секреторная активность клеток может изменяться только под влиянием определенных метаболитов и гормонов.

Гуморальная регуляция осуществляется посредством нескольких механизмов. Во-первых, прямое влияние на клетки железы может оказывать концентрация определенного вещества, уровень которого регулируется данным гормоном. Например, секреция гормона инсулина увеличивается при повышении в крови концентрации глюкозы. Во-вторых, деятельность одной железы внутренней секреции могут регулировать другие железы внутренней секреции.

Рис. Единство нервной и гуморальной регуляции

В связи с тем что основная часть нервных и гуморальных путей регуляции сходится на уровне гипоталамуса, в организме образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. И основные связи между нервной и эндокринной системами регуляции осуществляются посредством взаимодействия гипоталамуса и гипофиза. Нервные импульсы, поступающие в гипоталамус, активируют секрецию рилизинг-факторов (либеринов и статинов). Органом-мишенью для либеринов и статинов является передняя доля гипофиза. Каждый из либеринов взаимодействует с определенной популяцией клеток аденогипофиза и вызывает в них синтез соответствующих гормонов. Статины оказывают на гипофиз противоположное действие, т.е. подавляют синтез определенных гормонов.

Таблица. Сравнительная характеристика нервной и гормональной регуляции

Примечание. Оба вида регуляции взаимосвязаны и влияют друг на друга, образуя единый скоординированный механизм нервно-гуморальной регуляции при ведущей роли нервной системы

Рис. Взаимодействие желез внутренней секреции и нервной системы

Взаимосвязи в эндокринной системе могут происходить и по принципу «плюс-минус взаимодействия». Этот принцип впервые был предложен М. Завадовским. Согласно этому принципу, железа, продуцирующая гормон в избыточном количестве, оказывает тормозящее действие на его дальнейшее выделение. И наоборот, недостаток определенного гормона способствует усилению его секреции железой. В кибернетике такая связь называется «обратной отрицательной связью». Эта регуляция может осуществляться на разных уровнях с включением длинной или короткой обратной связи. Факторами, подавляющими выделение какого-либо гормона, могут быть концентрация в крови непосредственно гормона или продуктов его метаболизма.

Эндокринные железы взаимодействуют и по типу положительной связи. При этом одна железа стимулирует другую и получает от нее активирующие сигналы. Такие взаимосвязи типа «плюс-плюс взаимодействия» способствуют оптимизации метаболима и быстрому выполнению жизненно важного процесса. При этом, после достижения оптимального результата, для предотвращения гиперфункции желез включается система «минус взаимодействия». Смена таких взаимосвязей систем постоянно происходит в организме животных.

Частная физиология желез внутренней секреции

Гипоталамус

Это центральная структура нервной системы , регулирующая эндокринные функции. расположен в и включает преоптическую область, область перекреста зрительных нервов, воронку и мамиллярные тела. Кроме того, в нем выделяют до 48 парных ядер.

В гипоталамусе существует два типа нейросекреторных клеток. В супрахиазматических и паравентрикулярных ядрах гипоталамуса содержатся нервные клетки, соединяющиеся аксонами с задней долей гипофиза (нейрогипофиз). В клетках этих нейронов синтезируются гормоны: вазопрессин, или антидиуретический гормон, и окситоцин, которые затем по аксонам этих клеток поступают в нейрогипофиз, где и накапливаются.

Клетки второго типа расположены в нейросекреторных ядрах гипоталамуса и имеют короткие аксоны, не выходящие за пределы гипоталамуса.

В клетках этих ядер синтезируются пептиды двух видов: одни стимулируют образование и выделение гормонов аденогипофиза и называются рилизинг-гормонами (или либеринами), другие тормозят образование гормонов аденогипофиза и называются статинами.

К либеринам относятся: тиреолиберин, соматолиберин, люлиберин, пролактолиберин, меланолиберин, кортиколиберин, а к статинам — соматостатин, пролактостатин, меланостатин. Либерины и статины поступают путем аксонного транспорта в срединное возвышение гипоталамуса и выделяются в кровь первичной сети капилляров, образованной разветвлениями верхней гипофизарной артерии. Затем с током крови они поступают во вторичную сеть капилляров, расположенную в аденогипофизе, и влияют на его секреторные клетки. Через эту же капиллярную сеть гормоны аденогипофиза поступают в кровоток и достигают периферических эндокринных желез. Эта особенность кровообращения гипоталамо-гипофизарной области получила название портальной системы.

Гипоталамус и гипофиз объединяются в единую , которая регулирует деятельность периферических желез внутренней секреции.

Секреция тех или иных гормонов гипоталамуса определяется конкретной ситуацией, которая формирует характер прямых и опосредованных влияний на нейросекреторные структуры гипоталамуса.

Гипофиз

Расположен в ямке турецкого седла основной кости и при помощи ножки связан с основанием мозга. состоит из трех долей: передней (аденогипофиз), промежуточной и задней (нейрогипофиз).

Все гормоны передней доли гипофиза представляют собой белковые вещества. Продукция ряда гормонов передней доли гипофиза регулируется с помощью либеринов и статинов.

В аденогипофизе вырабатывается шесть гормонов.

Соматотропный гормон (СТГ, ) стимулирует синтез белка в органах и тканях и регулирует рост молодняка. Под его влиянием усиливается мобилизация жира из депо и использование его в энергетическом обмене. При недостатке гормона роста в детском возрасте происходит задержка роста, и человек вырастает карликом, а при избыточной его продукции развивается гигантизм. Если выработка СТГ усиливается во взрослом состоянии, увеличиваются те части тела, которые еще способны расти, — пальцы рук и ног, кисти, стопы, нос и нижняя челюсть. Это заболевание называется акромегалией. Выделение соматотропного гормона из гипофиза стимулируется соматолиберином, а тормозится соматостатином.

Пролактин (лютеотропный гормон) стимулирует рост молочных желез и в период лактации усиливает секрецию ими молока. В обычных условиях регулирует рост и развитие желтого тела и фолликулов в яичниках. В мужском организме влияет на образование андрогенов и спермиогенез. Стимуляция секреции пролактина осуществляется посредством пролактолиберина, а снижение секреции пролактина — пролактостатином.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) вызывает разрастание пучковой и сетчатой зон коры надпочечников и усиливает синтез их гормонов — глюкокортикоидов и минералокортикоидов. АКТГ также активирует липолиз. Выделение АКТГ из гипофиза стимулирует кортиколиберин. Синтез АКТГ усиливается при болевых ощущениях, стрессовых состояниях, физической нагрузке.

Тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует функцию щитовидной железы и активирует синтез тиреоидных гормонов. Выделение из гипофиза ТТГ регулируется тиреолиберином гипоталамуса, норадреналином, эстрогенами.

Фомикулостимулирующий гормон (ФСГ) стимулирует рост и развитие фолликулов в яичниках и участвует в спермиогенезе у самцов. Относится к гонадотропным гормонам.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ), или лютропин, способствует овуляции фолликулов у самок, поддерживает функционирование желтого тела и нормальное протекание беременности, участвует в спер- миогенезе у самцов. Также является гонадотропным гормоном. Образование и выделение ФСГ и ЛГ из гипофиза стимулирует гонадолиберин.

В средней доле гипофиза образуется меланоцитостимулирующий гормон (МСГ), основной функцией которого является стимуляция синтеза пигмента меланина, а также регуляция размеров и числа пигментных клеток.

В задней доле гипофиза гормоны не синтезируются, а попадают сюда из гипоталамуса. В нейрогипофизе накапливается два гормона: антидиуретическии (АДГ), или вазон рессин, и окситоцин.

Под влиянием АДГ снижается диурез и регулируется питьевое поведение. Вазопрессин увеличивает реабсорбцию воды в дистальных отделах нефрона путем повышения проницаемости для воды стенок дистальных извитых канальцев и собирательных трубок, оказывая тем самым антидиуретическое действие. Путем изменения объема циркулирующей жидкости АДГ регулирует осмотическое давление жидких сред организма. В больших концентрациях он вызывает сокращение артериол, что приводит к повышению артериального давления.

Окситоцин стимулирует сокращение гладких мышц матки и регулирует течение родового акта, а также влияет на выделение молока, усиливая сокращения миоэпителиальных клеток в молочных железах. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина из нейрогипофиза и молокоотдаче. У самцов он обеспечивает рефлекторное сокращение семявыводящих протоков при семяизвержении.

Эпифиз

Простагландин Е1 и особенно простациклин: угнетение адгезии тромбоцитов, предупреждение образования сосудистых тромбов

Простагландин Е2: стимулирование адгезии тромбоцитов

Увеличение кровотока в почках, увеличение выделения мочи и электролитов. Антагонизм с прессорной системой почки

Репродуктивная система

Усиление сокращения матки при беременности. Контрацептивное действие. Стимуляция родов и прерывание беременности. Повышение подвижности сперматозоидов

Центральная нервная система

Раздражение центров терморегуляции, лихорадка, пульсирующая головная боль

Нарушение эндокринных механизмов регуляции

Эндокринная регуляция связана с непосредственным влиянием одних гормонов на биосинтез и секрецию других. Гормональную регуляцию эндокринных функций осуществляет несколько групп гормонов.

Особую роль в гормональной регуляции многих эндокринных функций играет передняя доля гипофиза. В различных ее клетках образуется ряд тропных гормонов (АКТГ, ТТГ, ЛГ, СТГ), основное значение которых сводится к направленной стимуляции функций и трофики некоторых периферических эндокринных желез (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Все тропные гормоны имеют белково-пептидную природу (олигопептиды, простые белки, гликопротеиды).

После экспериментального хирургического удаления гипофиза зависимые от него периферические железы подвергаются гипотрофии, в них резко снижается гормональный биосинтез. Следствием этого является подавление процессов, регулируемых соответствующими периферическими железами. Аналогичная картина наблюдается у человека при полной недостаточности функции гипофиза (болезнь Симмондса). Введение тропных гормонов животным после гипофизэктомии постепенно восстанавливает структуру и функцию зависимых от гипофиза эндокринных желез.

К негипофизарным гормонам, непосредственно регулирующим периферические эндокринные железы, относятся, в частности, глюкагон (гормон а-клеток поджелудочной железы, который наряду с влиянием на углеводный и липидный обмен в периферических тканях может оказывать прямое стимулирующее действие на Р-клетки той же железы, вырабатывающие инсулин) и инсулин (непосредственно контролирует секрецию катехоламинов надпочечниками и СТГ гипофизом).

Нарушения в системе обратной связи

В механизмах регуляции «гормон-гормон» существует сложная система регуляторных взаимосвязей - как прямых (нисходящих), так и обратных (восходящих).

Разберем механизм обратной связи на примере системы «гипоталамус-гипофиз-периферические железы».

Прямые связи начинаются в гипофизотропных областях гипоталамуса, которые получают по афферентным путям мозга внешние сигналы к запуску системы.

Гипоталамический стимул в форме определенного рилизинг-фактора передается в переднюю долю гипофиза, где усиливает или ослабляет секрецию соответствующего тропного гормона. Последний в повышенных или сниженных концентрациях через системную циркуляцию поступает к регулируемой им периферической эндокринной железе и изменяет ее секреторную функцию.

Обратные связи могут исходить как от периферической железы (наружная обратная связь), так и от гипофиза (внутренняя обратная связь). Восходящие наружные связи заканчиваются в гипо- таламусе и гипофизе.

Так, половые гормоны, кортикоиды, тиреоидные гормоны могут оказывать через кровь обратное влияние и на регулирующие их области гипоталамуса, и на соответствующие тропные функции гипофиза.

Важное значение в процессах саморегуляции имеют также внутренние обратные связи, идущие от гипофиза к соответствующим гипоталамическим центрам.

Таким образом, гипоталамус:

С одной стороны, принимает сигналы извне и посылает приказы по линии прямой связи к регулируемым эндокринным железам;

С другой стороны, реагирует на сигналы, идущие изнутри системы от регулируемых желез по принципу обратной связи.

По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Первые как бы самоограничивают, самокомпенсируют работу системы, вторые самозапускают ее.

При удалении периферической железы, регулируемой гипофизом, или при ослаблении ее функции секреция соответствующего тропного гормона возрастает. И наоборот: усиление ее функции приводит к торможению секреции тропного гормона.

Процесс саморегуляции функции желез по механизму обратной связи всегда нарушается при любой форме патологии эндокринной системы. Классическим примером может служить атрофия коры надпочечников при длительном лечении кортикостероидами (в первую очередь, глюкокортикоидными гормонами). Объясняется это тем, что глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизол и их аналоги):

Являются мощными регуляторами углеводного и белкового обмена, вызывают повышение концентрации глюкозы в крови, тормозят синтез белка в мышцах, соединительной ткани и лимфоидной ткани (катаболический эффект);

Стимулируют образование белка в печени (анаболический эффект);

Повышают резистентность организма к различным раздражителям (адаптивный эффект);

Обладают противовоспалительным и десенсибилизирующим действием (в больших дозах);

Являются одним из факторов, поддерживающих артериальное давление, количество циркулирующей крови и нормальную проницаемость капилляров.

Указанные эффекты глюкокортикоидов обусловили их широкое клиническое применение при заболеваниях, в основе патогенеза которых лежат аллергические процессы либо воспаление. В этих случаях вводимый извне гормон по механизму обратной связи тормозит функцию соответствующей железы, но при длительном введении приводит к ее атрофии. Поэтому больные, прекратившие лечение препаратами глюкокортикоидных гормонов, попадая в ситуацию, когда под влиянием повреждающих факторов (операция, бытовая травма, интоксикация) у них развивается стрессовое состояние, не отвечают адекватным усилением секреции собственных кортикостероидов. В результате у них может развиться острая надпочечниковая недостаточность, которая сопровождается сосудистым коллапсом, судорогами, развитием комы. Смерть у таких больных может наступить через 48 часов (при явлениях глубокой комы и сосудистого коллапса). Аналогичная картина может наблюдаться при кровоизлиянии в надпочечники.

Значение механизма обратной связи для организма можно рассмотреть также на примере викарной гипертрофии одного из надпочечников после хирургического удаления второго (односторонняя адреналэктомия). Такая операция вызывает быстрое падение уровня кортикостероидов в крови, что усиливает через гипоталамус адренокортикотропную функцию гипофиза и приводит к повышению концентрации АКТГ в крови, следствием которого является компенсаторная гипертрофия оставшегося надпочечника.

Длительный прием тиреостатиков (или антитиреоидных веществ), подавляющих биосинтез гормонов щитовидной железы (метилурацил, мерказолил, сульфаниламиды), вызывает усиление секреции тиреотропного гормона, а это, в свою очередь, обусловливает разрастание железы и развитие зоба.

Важную роль механизм обратной связи играет также в патогенезе адреногенитального синдрома.

Неэндокринная (гуморальная) регуляция

Неэндокринная (гуморальная) регуляция - регулирующее действие на эндокринные железы некоторых негормональных метаболитов.

Этот способ регуляции в большинстве случаев является, по существу, самонастройкой эндокринной функции. Так, глюкоза, гуморально действуя на эндокринные клетки, изменяет интенсивность продукции инсулина и глюкагона поджелудочной железой, адреналина мозговым слоем надпочечников, СТГ аденогипофизом. Уровень секреции паратгормона околощитовидными железами и кальцитонина щитовидной железой, контролирующих кальциевый обмен, в свою очередь, регулируется концентрацией ионов кальция в крови. Интенсивность биосинтеза альдостерона корой надпочечников обусловлена уровнем ионов натрия и калия в крови.

Неэндокринная регуляция эндокринных процессов представляет собой один из важнейших способов поддержания метаболического гомеостаза.

Для ряда желез (а- и (3-клетки островкового аппарата поджелудочной железы, околощитовидные железы) гуморальная регуляция негормональными агентами по принципу самонастройки имеет первостепенное физиологическое значение.

Особый интерес приобретает образование негормональных факторов стимуляции деятельности эндокринных желез в условиях патологии. Так, при некоторых формах тиреотоксикоза и воспаления щитовидной железы (тиреоидит) в крови больных появляется длительно действующий тиреоидный стимулятор (longactingthyroidstimulator - LATS.

LATS представлен гормонально активными аутоантителами (IgG), вырабатываемыми к патологическим компонентам (аутоантигенам) клеток щитовидной железы. Аутоантитела, избирательно связываясь с клетками щитовидной железы, специфически стимулируют в ней процессы секреции тиреоидных гормонов, приводя к развитию патологической гиперфункции. Они действуют аналогично ТТГ, усиливая процессы синтеза и секреции щитовидной железой тироксина и трийодтиронина.

Не исключено, что аналогичные метаболиты могут образовываться и к специфическим белкам других эндокринных желез, вызывая нарушение их функции.

Периферические (внежелезистые) механизмы регуляции

Функция той или иной эндокринной железы зависит также от величины концентрации гормонов в крови, уровня их резервирования комплексообразующими (связывающими) системами крови, скорости их захвата периферическими тканями. В развитии многих эндокринных заболеваний весьма значительную роль могут играть:

1) нарушение инактивации гормонов в тканях и

2) нарушение связывания гормонов белками;

3) образование антител к гормону;

4) нарушение соединения гормона с соответствующими ре- цепторами в клетках-мишенях;

5) наличие антигормонов и их действие на рецепторы по меха- низму конкурентного связывания.

Антигормоны - вещества (в том числе гормоны), имеющие сродство к рецепторам данного гормона и взаимодействующие с ними. Занимая рецепторы, они блокируют эффект данного гормона.

Патологические процессы в железе – эндокринопатии

Одной из причин нарушения нормальных взаимодействий в эндокринной системе являются патологические процессы в самих эндокринных железах, вследствие прямого поражения одной или нескольких из них. В патологических условиях возможно несколько вариантов нарушения деятельности эндокринных желез:

1) не соответствующая потребностям организма чрезмерно высокая инкреция (гиперфункция);

2) не соответствующая потребностям организма чрезмерно низкая инкреция (гипофункция);

3) качественное нарушение гормонообразования в железе, качественное нарушение инкреции (дисфункция).

Ниже приведена классификация эндокринопатии.

1. По характеру изменения функции: гиперфункция, гипофункция, дисфункция, эндокринные кризы.

Дисфункция - нарушение соотношений между гормонами, выделяемыми одной и той же железой. Примером может служить нарушение соотношений между эстрогенами и прогестероном, считающееся важным фактором патогенеза фибромиомы матки.

Эндокринные кризы - острые проявления эндокринной патологии - могут быть гипер- и гипофункциональными (тиреотоксичекий криз, гипотиреоидная кома и др.).

2.По происхождению: первичные (развивающиеся в результате первичного повреждения ткани железы) и вторичные (развивающиеся в результате первичного повреждения гипоталамуса).

3.По распространенности нарушений: моногландулярные и полигландулярные.

Различают несколько типов взаимодействия между эндокринными железами.

1. Взаимодействие по принципу положительной и отрицательной прямой и обратной связи . Например, тиреотропный гормон передней доли гипофиза стимулирует продукцию гормонов щитовидной железы. При удалении передней доли гипофиза происходит атрофия щитовидной железы и развивается дефицит тиреотропных гормонов. Эта прямая положительная связь. Другой пример, гиперфункция щитовидной железы тормозит образование тиреотропного гормона, т. е. реализуется отрицательная обратная связь между щитовидной железой и передней долей гипофиза.

2. Синергизм гормональных влияний или однонаправленное действие разных гормонов . Например, адреналин и глюкагон – активируют расщепление гликогена в печени до глюкозы и вызывают повышение содержания сахара в крови (молекулярные основы этого синергизма различны).

3. Антагонизм гормональных влияний . Например, инсулин и адреналин вызывают разные эффекты, инсулин-гипогликемию, адреналин – гипергликемию. Однако этот пример относительного, а не абсолютного антагонизма в организме. На самом деле происходит улучшение углеводного питания тканей: адреналин способствует превращению резервного гликогена печени в глюкозу, которая поступает в кровь, а инсулин обеспечивает проникновение глюкозы к клеткам с дальнейшим процессом ее утилизации.

4. Пермиссионное (разрешающее) действие гормонов выражается в том, что гормон, не вызывая физиологического эффекта сам, создает условия для реакции клеток и органов на действие других гормонов. Например, влияние глюкокортикоидов на эффекты адреналина. Сами глюкокортикоиды не влияют ни на тонус гладких мышц сосудов, ни на распад гликогена печени, но они создают условия, при которых даже низкие (подпороговые) концентрации адреналина повышают артериальное давление и вызывают гипергликемию как результат глюкогенолиза в печени.

Регуляция функций эндокринной системы

Интенсивность выделения каждого гормона железой в данный момент регулируется в соответствии с потребностью организма в данном гормоне.

Существует несколько способов регуляции функций эндокринных
желез.

Во-первых, через прямое влияние на клетки желез концентрации того вещества, уровень которого регулирует данный гормон. Например, выработка паратгормона, повышающего уровень кальция в крови, снижается при воздействии на клетки паращитовидных желез повышенных концентраций кальция. Усиление секреции инсулина возникает при повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу.

Во-вторых, опосредованно через нейрогормональные или гормональные механизмы, т. е. с участием других желез внутренней секреции.

В-третьих, при помощи прямых нервных влияний на секреторные клетки железы (наблюдаются только в мозговом веществе надпочечников и эпифизе). В остальных железах внутренней секреции нервные волокна регулируют в основном тонус кровеносных сосудов и, следовательно, кровоснабжение железы, от уровня которого зависит, в известной мере, функция железы.

Функционирование эндокринной системы осуществляется в тесном взаимодействии и взаимовлиянии с нервной системой. Так, например, гипоталамус получает информацию из внешней и внутренней среды. Эта информация по сенсорным системам поступает в различные отделы головного мозга. Из них она в переработанном виде передается в гипоталамус, где она интегрируется с информацией, полученной им непосредственно от внутренней среды. В результате этого в гипоталамусе выделяются регуляторные гормоны, которые включаются в общую систему эндокринной регуляции. Наряду с этим формируются нервные влияния на железы, которые осуществляются через вегетативную нервную систему.

Нервная регуляция эндокринной системы через гипоталамус осуществляется, в основном, с участием структур лимбической системы: гиппокампа, миндалины, переднего таламуса, полосатого тела, соответствующих областей коры больших полушарий головного мозга. При этом регуляция со стороны лимбической системы может, осуществляется двумя путями: трансгипофизарным и парагипофизарным.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие инкреторные образования образуют эндокринную систему?

2. Какова биологическая роль эндокринной системы в организме? Перечислите основные функции эндокринной системы.

3. Перечислите основные железы внутренней секреции и их гормоны.

4. Какова роль гормонов в организме?

5. Назовите основные виды гормонов (в зависимости от химической природы). Какими общими биологическими свойствами они обладают?

6. Какова взаимосвязь желез внутренней секреции?

7. Какова реакция эндокринной системы на легкую мышечную работу, мышечную работу средней тяжести и истощающую мышечную работу?

Глава 12. ПИЩЕВАРЕНИЕ

12.1. Общая характеристика пищеварительных процессов

Для нормальной жизнедеятельности организму необходим пластический и энергетический материал. Эти вещества поступают в организм с пищей. Но только минеральные соли, вода и витамины усваиваются человеком в том виде, в котором они находятся в пище. Белки, жиры и углеводы попадают в организм в виде сложных комплексов, и для того чтобы всосаться и подвергнуться усвоению, требуется сложная физическая и химическая переработка пищи.

Пищеварение – совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма. Эти процессы идут в определенной последовательности во всех отделах пищеварительного тракта (полости рта, глотке, пищеводе, желудке, тонкой и толстой кишке с участием печени и желчного пузыря, поджелудочной железы), что обеспечивается регуляторными механизмами различного уровня (табл. 12.1).

Таблица 12.1.

Пищеварение в различных отделах пищеварительной системы

Ротовая полость	Пища смачивается слюной, слизью, происходит расщепление некоторых углеводов под действием слюны. Длительность нахождения пищи в ротовой полости – от нескольких секунд до нескольких десятков секунд.
Глотка	Происходит акт глотания – проникновения пищи в пищевод. Длительность акта глотания – около 1 секунды.
Пищевод	Сокращение стенок пищевода продвигает пищу в желудок независимо от положения тела. Длительность прохождения пищи по пищеводу – 8–9 секунд для твердой пищи и 1–2 секунды для жидкой.
Желудок	Расщепление некоторых белков, всасывание в кровь воды, минеральных веществ. Длительность нахождения пищи в желудке – от 4 до 10 часов в зависимости от характера пищи. Дольше всего задерживается в желудке жирная пища, меньше всего – жидкости.
Тонкий кишечник	Расщепление белков, углеводов, жиров, всасывание водорастворимых витаминов, минеральных веществ, продуктов расщепление белков и углеводов в кровь, жирорастворимых витаминов и продуктов расщепления жиров – в лимфу. Время пищеварения в тонком кишечнике – от нескольких часов до нескольких десятков часов.

Продолжение таблицы

Последовательная цепь процессов, приводящая к расщеплению пищевых веществ до мономеров, способных всасываться, носит название пищеварительного конвейера

Пищеварительная система состоит из пищеварительного канала и пищеварительных желез.

Пищеварительный канал представляет собой полую трубку, начинающуюся с ротовой полости и заканчивающуюся анальным отверстием, имеющую расширения в отдельных местах (например, желудок). Длина пищеварительного канала 8–12 метров (основная длина приходится на кишечник).
В стенках органов пищеварительного канала содержатся мышечные клетки. Их сокращение способствует перемешиванию пищи с пищеварительными соками, ее всасыванию и продвижению по пищеварительному каналу.

Основные отделы пищеварительного канала: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник (подразделяется на тонкий кишечник и толстый кишечник), заканчивающийся анальным отверстием.

Пищеварительные железы выделяют слизь, которая помогает продвижению пищи по пищеварительному каналу, и пищеварительные соки, с помощью которых происходит расщепление пищи до низкомолекулярных веществ, способных всосаться в кровеносные или лимфатические сосуды. Основные пищеварительные железы: слюнные железы (выделяют слизь и слюну), клетки желудка (выделяют желудочный сок, слизь и соляную кислоту), печень (выделяет желчь), пищеварительная часть поджелудочной железы (выделяет сок поджелудочной железы), клетки кишечника (выделяют слизь и кишечный сок).

Желудочно-кишечный тракт выполняет следующие функции:

1. Секреторная функция заключается в выработке железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного сока, сока поджелудочной железы, кишечного сока, желчи. Эти соки содержат ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы на простые химические соединения. Минеральные соли, витамины, вода поступают в кровь в неизменном виде.

2. Двигательная или моторная функция, осуществляется за счет мускулатуры пищеварительного аппарата и включает в себя процессы жевания в полости рта, глотания, перемещения химуса по пищеварительному тракту и удаление из организма непереваренных остатков.

3. Всасывательная функция. Всасывание – это проникновение различных веществ через стенку желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу. Всасыванию подвергаются в основном продукты гидролитического расщепления пищи – моносахара, жирные кислоты и глицерин, аминокислоты и др. В зависимости от локализации процесса пищеварения его делят на внутриклеточное и внеклеточное.

4. Экскреторная функция пищеварительного тракта выражается в том, что пищеварительные железы выделяют в полость желудочно-кишечного тракта продукты обмена, например, аммиак, мочевину и др., соли тяжелых металлов, лекарственные вещества, которые затем удаляются из организма.

5. Инкреторная функция связана с образованием в пищеварительном тракте некоторых гормонов, которые оказывают воздействие на процесс пищеварения. К таким гормонам относятся: гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин и многие другие гормоны, которые влияют на моторную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта.

6. Защитная функция.

7. Гомеостатическая функция, (например, поддержание рН и др.) и участие в кроветворении (выработка внутреннего фактора Кастла в желудке).

В зависимости от происхождения гидролитических ферментов пищеварение делят на 3 типа: собственное, симбионтное и аутолитическое.

Собственное пищеварение осуществляется ферментами, синтезированными железами человека или животного.

Симбионтное пищеварение происходит под влиянием ферментов, синтезированных симбионтами макроорганизма (микроорганизмами) пищеварительного тракта. Так происходит переваривание клетчатки пищи в толстой кишке.

Аутолитическое пищеварение осуществляется под влиянием ферментов, содержащихся в составе принимаемой пищи. Материнское молоко содержит ферменты, необходимые для его створаживания.

В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ различают внутриклеточное и внеклеточное пищеварение. У высших животных и человека пищеварение осуществляется внеклеточно.

Внеклеточное пищеварение делят на дистантное (полостное) и контактное (пристеночное, или мембранное).

Дистантное (полостное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов пищеварительных секретов в полостях желудочно-кишечного тракта на расстоянии от места образования этих ферментов.

Контактное (пристеночное, или мембранное) пищеварение (А. М. Уголев) происходит в тонкой кишке в зоне гликокаликса, на поверхности микроворсинок с участием ферментов, фиксированных на клеточной мембране, и заканчивается всасыванием – транспортом питательных веществ через энтероцит в кровь или лимфу. Наличие в слизистой оболочке тонкой кишки складок, ворсинок, микроворсинок увеличивает внутреннюю поверхность кишки в
300–500 раз, что обеспечивает гидролиз и всасывание на огромной поверхности тонкой кишки.

Этапы переваривания пищи

Пищеварение в полости рта. Пищеварение начинается в ротовой полости, где происходит механическая и химическая обработка пищи. Механическая обработка заключается в измельчении пищи, смачивании ее слюной и формировании пищевого комка. Химическая обработка происходит за счет ферментов, содержащихся в слюне.

Моторная функция (механическая обработка) в полости рта начинается с акта жевания.

Жевание –физиологический акт, который обеспечивает измельчение пищевых веществ, смачивание их слюной и формирование пищевого комка. Жевание обеспечивает качество механической обработки пищи в полости рта. Оно оказывает влияние на процесс пищеварения в других отделах пищеварительного тракта, изменяя их секреторную и моторную функции. В акте жевания и формировании пищевого комка обязательное участие принимает слюна. Слюна – это смесь секретов трех пар крупных слюнных желез околоушных, подчелюстных, подъязычных и множества мелких железок, расположенных в слизистой оболочке полости рта. К секрету, выделяемому из выводных протоков слюнных желез, примешиваются эпителиальные клетки, частицы пищи, слизь, слюнные тельца (нейтрофильные лейкоциты, иногда лимфоциты), микроорганизмы. Такая слюна, смешанная с различными включениями, называется ротовой жидкостью. Ее рН равна 6,8–7,4. У взрослого человека за сутки образуется 0,5–2 л слюны. Состав ротовой жидкости изменяется в зависимости от характера пищи, состояния организма, а также под влиянием факторов внешней среды.

Секрет слюнных желез содержит около 99% воды и 1% сухого остатка. Органические вещества представлены в основном белками. В слюне имеются самые различные по происхождению белки, в том числе и белковое слизистое вещество муцин.В слюне содержатся азотсодержащие компоненты: мочевина, аммиак, креатинин и др.

Функции слюны:

1. Пищеварительная функция.

2. Экскреторная функция. В составе слюны могут выделяться некоторые продукты обмена, такие как мочевина, мочевая кислота, лекарственные вещества (хинин, стрихнин). Выделяются также некоторые токсичные вещества, поступившие в организм (соли ртути, свинца, алкоголь).

3. Защитная функция. Слюна обладает бактерицидным действием благодаря содержанию лизоцима. Муцин способен нейтрализовать кислоты и щелочи. В слюне находится большое количество иммуноглобулинов, что защищает организм от патогенной микрофлоры. Слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания.

4. Трофическая функция. Слюна является источником кальция, фосфора, цинка для формирования эмали зуба.

Отделение слюны происходит в точном соответствии с качеством и количеством принимаемых пищевых веществ. Например, при приеме воды слюна почти не отделяется. При поступлении в полость рта вредных веществ выделяется большое количество жидкой слюны, отмывающей полость рта от этих вредных веществ и т. д. Такой приспособительный характер слюноотделения обеспечивается центральными механизмами регуляции деятельности слюнных желез, а запускаются эти механизмы информацией, поступающей от рецепторов полости рта.

Глотание. После того, как сформировался пищевой комок, происходит глотание. Это рефлекторный процесс, в котором выделяют три фазы:

Ротовую (произвольную и непроизвольную);

Глоточную (быструю непроизвольную);

Пищеводную (медленную непроизвольную).

Глотательный цикл длится около 1 с. Во время акта глотания происходят сокращения пищевода, которые имеют характер волны, возникающей в верхней части и распространяющейся в сторону желудка. Моторика пищевода регулируется в основном эфферентными волокнами блуждающего и симпатического нервов и интрамуральными нервными образованиями пищевода.

Центр глотания расположен рядом с центром дыхания продолговатого мозга и находится с ним в реципрокных отношениях (при глотании дыхание задерживается).

Пищеварение в желудке. Пища из ротовой полости поступает в желудок, где она подвергается дальнейшей химической и механической обработке. Кроме того, желудок является пищевым депо. Механическая обработка пищи обеспечивается моторной деятельностью желудка, химическая осуществляется за счет ферментов желудочного сока. Размельченные и химически обработанные пищевые массы в смеси с желудочным соком образуют жидкий или полужидкий химус.

В желудке различают два основных вида движении:

Перистальтические (осуществляются за счет сокращения циркулярных мышц желудка);

Тонические (возникают за счет изменения тонуса мышц, что приводит к уменьшению объема желудка и повышению давления в нем. Тонические сокращения способствуют перемешиванию содержимого желудка и пропитыванию его желудочным соком, что значительно облегчает ферментативное переваривание пищевой кашицы).

Секреторная деятельность желудка. Состав и свойства желудочного сока. Желудочный сок продуцируется железами желудка, расположенными в его слизистой оболочке. В области свода желудка железы содержат гландулоциты (главные клетки), которые продуцируют пепсиногены; париетальные гландулоциты (обкладочные клетки) синтезируют и выделяют соляную кислоту; мукоциты (добавочные клетки) выделяют мукоидный секрет. При обычных условиях за сутки у человека выделяется 2–2,5 л желудочного сока. Желудочный сок имеет кислую реакцию, его рН равен 1,5–1,8.

Из неорганических компонентов желудочного сока наибольшее значение имеет соляная кислота. Она находится в свободном и в связанном состоянии, ее содержание в желудочном соке составляет 0,3–0,5%.

Функции соляной кислоты:

Участвует в антибактериальном действии желудочного сока;

Вызывает денатурацию и набухание белков, что способствует их последующему расщеплению пепсинами;

Активирует пепсиногены;

Создает кислую среду, которая необходима для действия пепсинов;

Участвует в регуляции деятельности пищеварительного тракта.

Факторы, которые стимулируют секрецию соляной кислоты в желудке: гастрин, гистамин, продукты гидролиза белков.

Главный ферментативный процесс в желудке заключается в начальном расщеплении белков, с помощью протеолитических ферментов. Основными ферментами, которые гидролизуют белки, являются пепсины. Пепсины выделяются в неактивной форме в виде пепсиногенов. Пепсиногены активируются соляной кислотой и, таким образом образуются несколько пепсинов, которые гидролизуют белки с максимальной скоростью при рН 1,5–2,0.

Другой протеолитический фермент, близкий к пепсинам, гастриксин гидролизует белки при рН 3,2–3,5. Возможность пепсинов активно функционировать при различных значениях рН обеспечивает гидролиз белков в различных слоях химуса при разной кислотности.

Фермент ренин (химозин) створаживает молоко в присутствии солей кальция.

В желудочном соке содержится фермент липаза, но она мало активна и гидролизует только эмульгированные жиры.

Гидролиз углеводов в желудке осуществляется под влиянием ферментов слюны.

Важной составной частью желудочного сока являются мукоиды (желудочная слизь), которые покрывают слизистую желудка по всей поверхности и предохраняют ее от механических повреждений и от самопереваривания.

В желудке вырабатывается гастромукопротеид, или внутренний фактор Касла. Только при наличии внутреннего фактора возможно образование комплекса с витамином В12, участвующего в эритропоэзе.

Фазы желудочной секреции (по И. П. Павлову). Отделение желудочного сока происходит в две фазы:

Первая – сложнорефлекторная («мозговая»);

Вторая – нервно-гуморальная (желудочная и кишечная).

1. Сложнорефлекторная («мозговая») фаза желудочной секреции называется так потому, что она состоит из двух компонентов:условно-рефлекторного и безусловно-рефлекторного.

Условно-рефлекторное отделение желудочного сока происходит при раздражении обонятельных, зрительных, слуховых рецепторов запахом, видом пищи, разговором о пище и звуковыми раздражителями, связанными с приготовлением пищи. В результате синтеза афферентных зрительных, слуховых и обонятельных раздражении в таламусе, гипоталамусе, лимбической системе и коре больших полушарий головного мозга повышается возбудимость нейронов пищеварительного бульбарного центра, и создаются условия для запуска секреторной активности желудочных желез. Желудочный сок, отделяемый в этот период, И. П. Павлов назвал запальным или аппетитным. Он представляет собой ценность, т. к. богат ферментами, его отделение сопровождается ощущением, аппетита и создает условия для дальнейшего нормального пищеварения в желудке и кишечнике. При поступлении пищи в полость рта начинается безусловно-рефлекторное отделение желудочного сока.

2. Нервно-гуморальная фаза желудочной секреции состоит из двух компонентов – желудочной и кишечной фазы. Желудочная фаза наступает при соприкосновении пищевого содержимого со слизистой оболочкой желудка. Отделение желудочного сока в эту фазу осуществляется за счет раздражения механорецепторов слизистой оболочки желудка, а затем за счет гуморальных факторов – продуктов гидролиза пищи, которые поступают в кровь и возбуждают железы желудка. Кишечная фаза желудочной секреции начинается с момента поступления химуса в двенадцатиперстную кишку. Химус раздражает механо-, осмо- и хеморецепторы слизистой оболочки кишки и рефлекторно изменяет интенсивность желудочной секреции. Кроме того, влияние на желудочное сокоотделение в эту фазу оказывают местные гормоны (секретин, холецистокинин-панкреозимин), выработка которых стимулируется поступающим в двенадцатиперстную кишку кислым желудочным химусом.

Пищеварение в кишечнике. Пищеварение в тонкой кишке. Моторная деятельность тонкой кишки осуществляются в результате координированных движений продольного (наружного) и поперечного (внутреннего) слоев гладкомышечных клеток. По функциональному признаку сокращения делят на две группы:

1) локальные – обеспечивают растирание и перемешивание содержимого тонкой кишки;

Маятникообразные;

Ритмическая сегментация;

Перистальтические;

Тонические.

Маятникообразные сокращения обусловлены последовательным сокращением кольцевых и продольных мышц кишки. Последовательные изменения длины и диаметра кишки приводят к перемещению пищевой кашицы то в одну, то в другую сторону (наподобие маятника). Маятникообразные сокращения способствуют перемешиванию химуса с пищеварительными соками. Ритмическая сегментация обеспечивается сокращением кольцевых мышц в результате чего, образующиеся поперечные перехваты делят кишку на небольшие сегменты. Ритмическая сегментация способствует растиранию химуса и перемешиванию его с пищеварительными соками. Перестальтические сокращения обусловлены одновременным сокращением продольного и кольцевого слоев мышц. При этом происходит сокращение кольцевых мышц верхнего отрезка кишки и проталкивание химуса в одновременно расширенный, за счет сокращения продольных мышц нижний участок кишки. Таким образом, перистальтические сокращения обеспечивают продвижение химуса по кишке. Тонические сокращения имеют небольшую скорость и даже могут вообще не распространяться, а только суживать просвет кишки на незначительном протяжении.

Секреторная деятельность тонкой кишки. Тонкая кишка и в первую очередь ее начальный отдел – двенадцатиперстная кишка, являются основным пищеварительным отделом всего желудочно-кишечного тракта. Именно в тонкой кишке пищевые вещества превращаются в те соединения, которые могут всасываться из кишки в кровь и лимфу.

В гидролизе пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке особенно велика роль поджелудочной железы и печени, секретирующей желчь. Сок поджелудочной железы богат ферментами, которые расщепляют белки, жиры и углеводы. Амилаза поджелудочного сока превращает углеводы в моносахара. Панкреатическая липаза очень активна вследствие эмульгирующего действия желчи на жиры. Рибонуклеаза панкреатического сока расщепляет рибонуклеиновую кислоту до нуклеотидов. Протеолитические ферменты панкреатического сока выделяются в неактивном состоянии и активируются другими ферментами. Трипсиноген поджелудочного сока под действием фермента двенадцатиперстной кишки энтерокиназы превращается в трипсин, который гидролизует пептидные связи. Химотрипсин синтезируется в виде химотрипсиногена и активируется трипсином.

Кишечный сок выделяется железами всей слизистой оболочки тонкой кишки. В кишечном соке обнаружено более 20 различных ферментов, основными из которых являются: энтерокиназа, пептидазы, щелочная фосфатаза, нуклеаза, липаза, фосфолипаза, амилаза, лактаза, сахараза. В естественных условиях эти ферменты фиксированы в зоне щеточной каймы и осуществляют пристеночное пищеварение.

Химическими стимуляторами секреции тонкой кишки являются продукты переваривания белков, жиров, панкреатический сок, соляная кислота и др.

Регуляция моторной деятельности тонкой кишки осуществляется нервными и гуморальными механизмами. Парасимпатические нервные волокна усиливают, а симпатические тормозят сокращения тонкой кишки. Акт приема пищи условно – и безусловно рефлекторно кратковременно тормозит, а затем усиливает моторику тонкой кишки. Моторная деятельность тонкой кишки во многом зависит от физических и химических свойств химуса: грубая пища и жиры повышают ее активность. Для моторной деятельности тонкой кишки большое значение имеют рефлексы с различных отделов пищеварительного тракта.

Гуморальные вещества вазопрессин, брадикинин, серотонин, гистамин, гастрин, мотилин, холецистокинин-панкреозимин, щелочи, кислоты, соли и другие усиливают моторику тонкой кишки.

Пищеварение в толстой кишке. Моторная деятельность толстой кишки обеспечивает накопление кишечного содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, формирование каловых масс и удаление их из кишечника. Различают следующие виды сокращений толстой кишки:

Тонические;

Маятникообразные;

Ритмическая сегментация;

Перистальтические сокращения;

Антиперистальтические сокращения (способствуют всасыванию воды и формированию каловых масс);

Пропульсивные сокращения – обеспечивают продвижение содержимого кишечника в каудальном направлении.

Регуляция моторной деятельности толстой кишки осуществляется автономной нервной системой, причем, симпатические нервные волокна тормозят моторику, а парасимпатические – усиливают. Моторику толстой кишки тормозят: серотонин, адреналин, глюкагон, а также раздражение механорецепторов прямой кишки. Большое значение в стимуляции моторики толстой кишки имеют местные механические и химические раздражения.

Секреторная деятельность толстой кишки выражена слабо. Железы слизистой оболочки толстой кишки выделяют небольшое количество сока, богатого слизистыми веществами, но бедного ферментами. В соке толстой кишки в небольшом количестве находятся: катепсин, пептидазы, липаза, амилаза и нуклеазы.

Большое значение в жизнедеятельности организма и функций пищеварительного тракта имеет микрофлора толстой кишки. Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта является необходимым условием жизнедеятельности организма. В желудке микрофлоры содержится мало, значительно больше ее в тонком отделе кишечника и особенно много в толстой кишке.

Значение микрофлоры кишечника заключается в том, что она участвует в конечном разложении остатков непереваренной пищи. Микрофлора участвует в инактивировании и разложении ферментов и других биологически активных веществ. Нормальная микрофлора подавляет патогенные микроорганизмы и предупреждает инфицирование организма. Ферменты бактерий расщепляют волокна клетчатки, непереваренные в тонкой кишке. Кишечная флора синтезирует витамин К и витамины группы В, а также другие вещества, необходимые организму. С участием микрофлоры кишечника в организме происходит обмен белков, фосфолипидов, желчных и жирных кислот, билирубина и холестерина.

Всасывание.Под всасыванием понимают совокупность процессов, обеспечивающих перенос различных веществ в кровь и лимфу из пищеварительного тракта.

Различают транспорт макро – и микромолекул. Транспорт макромолекул и их агрегатов осуществляется с помощью фагоцитоза и пиноцитоза и называется эндоцитозом. Некоторое количество веществ может транспортироваться по межклеточным пространствам – путем персорбции. За счет этих механизмов из полости кишечника во внутреннюю среду проникает небольшое количество белков (антитела, аллергены, ферменты и т. д.), некоторые краски и бактерии.

Из желудочно-кишечного тракта транспортируются в основном микромолекулы: мономеры питательных веществ и ионы. Этот транспорт делится на:

Активный транспорт;

Пассивный транспорт;

Облегченную диффузию.

Активный транспорт веществ – это перенос веществ через мембраны против концентрационного, осмотического и электрохимического градиентов с затратой энергии и при участии специальных транспортных систем: мобильных переносчиков, конформационных переносчиков и транспортных мембранных каналов.

Пассивный транспорт осуществляется без затраты энергии по концентрационному, осмотическому и электрохимическому градиентам и включает в себя: диффузию, фильтрацию, осмос.

Движущей силой диффузии частиц растворенного вещества является их концентрационный градиент. Разновидностью диффузии является осмос, при котором перемещение происходит в соответствии с концентрационным градиентом частиц растворителя. Под фильтрацией понимают процесс переноса раствора через пористую мембрану под действием гидростатического давления.

Облегченная диффузия, как и простая диффузия, осуществляется без затраты энергии по градиенту концентрации. Однако облегченная диффузия более быстрый процесс и осуществляется с участием переносчика.

Всасывание в различных отделах пищеварительного тракта. Всасывание происходит на всем протяжении пищеварительного тракта, но интенсивность его в разных отделах различна. В полости рта всасывание практически отсутствует вследствие кратковременного пребывания в ней веществ и отсутствия мономерных продуктов гидролиза. Однако, слизистая оболочка полости рта проницаема для натрия, калия, некоторых аминокислот, алкоголя, некоторых лекарственных веществ.

В желудке интенсивность всасывания также невелика. Здесь всасывается вода и растворенные в ней минеральные соли, кроме того, в желудке всасываются слабые растворы алкоголя, глюкоза и в небольших количествах аминокислоты.

В начальном отделе тонкой кишки – двенадцатиперстной кишке интенсивность всасывания больше, чем в желудке, но и здесь оно относительно невелико. Основной процесс всасывания происходит в тощей и подвздошной кишках тонкого кишечника. В процессе всасывания в тонкой кишке особое значение имеют сокращения ворсинок. Стимуляторами сокращения ворсинок являются продукты гидролиза питательных веществ (пептиды, аминокислоты, глюкоза, экстрактивные вещества пищи), а также некоторые компоненты секретов пищеварительных желез, например, желчные кислоты.

Всасывание в толстой кишке в нормальных условиях незначительно. Здесь происходит в основном всасывание воды и формирование каловых масс, В небольших количествах в толстой кишке могут всасываться глюкоза, аминокислоты, а также другие легко всасывающиеся вещества. На этом основании применяют питательные клизмы, т. е. введение легкоусваивающихся питательных веществ в прямую кишку.

Физиология печени

Печень является полифункциональным органом. Она выполняет следующие функции.

1. Участвует в обмене белков, углеводов, жиров, витаминов, стероидных гормонов, микроэлементов.

2. Печень играет важную роль в поддержании гомеостаза, благодаря ее участию в обмене гормонов.

3. Защитная (барьерная) функция печени (фагоцитоз микроорганизмов, обезвреживание токсических веществ эндогенного и экзогенного характера).

4. В печени синтезируются вещества, участвует в свертывании крови и компоненты противосвертывающей системы.

5. Экскреторная функция печени связана с желчеобразованием, т. к. экскретируемые печенью вещества входят в состав желчи. К таким веществам относятся билирубин, тироксин, холестерин и др.

6. Печень является депо крови.

7. Теплопродукция.

8. Участие в процессах пищеварения.

Желчеобразование. У человека за сутки образуется около 500–1500 мл желчи. Процесс образования желчи – желчеотделение идет непрерывно, а желчевыделение – поступление желчи в двенадцатиперстную кишку осуществляется периодически в основном в связи с приемом пищи. Натощак желчь в кишечник почти не поступает, она скапливается в желчном пузыре. Поэтому принято различать печеночную и пузырную желчь, несколько отличающихся по составу. При прохождении желчи по желчевыводящим путям и при нахождении в желчном пузыре за счет всасывания воды и минеральных солей происходит концентрирование желчи, к ней добавляется муцин, увеличивается ее плотность и снижается рН (6,0–7,0), вследствие образования желчных кислот и всасывания бикарбонатов.

Образование желчи осуществляется следующими механизмами:

Активная секреция компонентов желчи (желчные кислоты) гепатоцитами;

Активный и пассивный транспорт некоторых веществ из крови (вода, глюкоза, электролиты, витамины, гормоны и др.);

Реабсорбция воды и некоторых веществ из желчных капилляров, протоков и желчного пузыря.

Процесс образования желчи осуществляется непрерывно, но интенсивность его изменяется вследствие регуляторных влияний. Акт еды, различные виды принятой пищи усиливают желчеобразование, т. е. образование желчи изменяется при раздражении рецепторов желудочно-кишечного тракта и внутренних органов, а также с помощью условно-рефлекторных механизмов.

Гуморальными стимуляторами желчеобразования являются: сама желчь, секретин, глюкагон, гастрин, холецистокинин-панкреозимин.

Раздражение блуждающих нервов, введение желчных кислот и высокое содержание в них полноценных белков усиливают желчеобразование и выделение с ней органических компонентов.

Основные принципы регуляции пищеварения:

1. Функции пищеварительной системы зависят от состава и количества пищи, что впервые было показано Павловым.

2. Существует определенная связь между активностью различных пищеварительных ферментов и качеством пищи. Если в пищеварительный канал поступают жиры, белки и углеводы, то в первую очередь перевариваются жиры, затем углеводы и, наконец, белки.

3. Питание может стимулировать не только секрецию ферментов, но и их синтез, а состав диеты – определять соотношение пищеварительных ферментов у данного организма

12.2. Значение работ И. П. Павлова в изучении
физиологических механизмов пищеварения

До начала исследований И. П. Павлова существовали весьма неточные фрагментарные сведения о пищеварительной системе. Основная ч

Реферат на тему:

Основные механизмы регуляции активности эндокринных желез

1. Автономная (базальная) саморегуляция активности эндокринной функции. Основана на обратном влиянии обменных процессов. Установлена в экспериментах с перфузией железы растворами, содержащими регулируемый фактор (метаболит) в различных концентрациях. Характеризуется следующей закономерностью: регулируемый железой метаболит оказывает стимулирующее действие на эндокринную функцию, если гормон снижает его содержание, но тормозит ее, если гормон повышает содержание метаболита (пример: влияние уровня глюкозы крови на выделение инсулина и глюкагона). Этот механизм - основа поддержания метаболического гомеостаза.

2.Взаимодействие между гипофизом и железами-мишенями. Основано на прямой (положительной, стимулирующей) связи и обратной (отрицательной, тормозящей) связи, носит также название «плюс- минус-взаимодействие». Например, аденогипофиз выделяет АКТГ, оказывающий стимулирующее действие на кору надпочечников и выделение кортизола, который, в свою очередь, тормозит секрецию АКТГ. Этот принцип является основой саморегуляции активности эндокринной системы и обеспечивает поддержание эндокринного гомеостаза.

3.Нервный контроль эндокринной активности. Осуществляется через гипоталамус. Основные пути:

1)парааденогипофизарный (нервно-проводниковый), реализуется через симпатические и парасимпатические нервы желез;

2)трансгипофизарный, включающий гипоталамические факторы (гормоны) и гуморальный контроль функции аденогипофиза.

Известные транспортные системы, обеспечивающие движение БАВ в гипофиз:

1) выделение в портальную систему гипофиза гипоталамических факторов, активирующих (либерины) или угнетающих (статины) гормонопоэз в передней доле гипофиза;

2) аксональный транспорт - перенос нейрогормонов (вазопрессина и окситоцина) из нейросекреторных ядер (супраоптического и паравентрикулярного) в заднюю долю гипофиза.

Гипоталамическая регуляция функций аденогипофиза контролируется отрицательной обратной связью. Например, кортиколиберин увеличивает секрецию АКТГ, который тормозит активность гипоталамических клеток, продуцирующих кортиколиберин. В системе регуляции активности длинных эндокринных осей «гипоталамус-гипофиз-железа-мишень» эта петля обратной связи носит название «короткой». Второй вариант регуляции активности такой же оси - «длинная петля» обратной связи, т.е. взаимодействие между гипоталамусом и железой-мишенью, основанное на чувствительности гипоталамических нейронов, продуцирующих соответствующий рилизинг-фактор, к гормону соответствующей железы-мишени. Все эти взаимодействия обеспечивают поддержание эндокринного гомеостаза.

4. Внешний контроль. В нем принимают участие лимбические структуры, старая и новая кора, через которые осуществляются воздействия из внешней среды (холод, тепло, свет, факторы, вызывающие психическое и эмоциональное напряжение и т.д.). Внешний контроль переводит эндокринную систему на иной функциональный уровень, соответствующий новым потребностям организма, т.е. обеспечивает адаптацию к меняющимся условиям внешней среды.

Биологическое значение эндокринной функции:

1) поддержание гомеостаза;

2) формирование адаптивных (приспособительных) реакций.

Механизмы компенсации нарушенной функции эндокринной железы

Изменения функций эндокринных желез, происходящие под влиянием повреждающих факторов среды, как правило, сопровождаются нарушениями в организме обмена веществ и физиологических функций. Соответственно, компенсаторные процессы в эндокринной системе следует разделить на две основные группы:

1)компенсация нарушенной функции самой эндокринной железы;

2)компенсация нарушенных процессов метаболизма и физиологических функций, регулируемых в организме эндокринной железой, при недостаточности ее гормонов.

Механизмы компенсаторных процессов первой группы могут быть как внутриорганными и внутрисистемными, так и межсистемными. Во-первых, компенсация нарушенной функции той или иной железы осуществляется за счет механизмов саморегуляции на уровне самой железы или системной регуляции по принципу обратной связи. Во-вторых, компенсация реализуется, как и в большинстве других органов, за счет мобилизации процессов физиологической и репаративной регенерации, способность к которой у железистой ткани достаточно высока. В-третьих, компенсаторные процессы осуществляются за счет изменения функций других систем организма, например, обеспечивающих всасывание необходимых для синтеза гормонов железы субстратов в желудочно-кишечном тракте, транспорт гормонов в свободном состоянии и в составе белковых комплексов, метаболизм и деградацию гормонов, экскрецию гормонов, наконец, связывание гормонов на уровне эффектора.

Компенсаторные процессы второй группы реализуются благодаря тому, что в регуляции основных метаболических и функциональных процессов принимает участие, как правило, несколько гормонов разных эндокринных желез, что позволяет компенсировать недостаточность или избыточность одних гормонов эффектами других (внутрисистемная компенсация). Компенсаторные процессы этой группы осуществляются и за счет межсистемных реакций с помощью нервной регуляции и саморегуляции метаболических и физиологических функций.

Поскольку механизмы саморегуляции функции эндокринной железы, прежде всего, связаны с процессами депонирования гормонов, их предшественников и даже субстратов в самой железе, создаваемый таким образом запас гормонов, предшественников и субстратов может обеспечить быструю, но кратковременную компенсацию возникающего в организме дефицита субстрата или повышенной потребности в гормоне. Так, в коллоиде щитовидной железы, находящемся в фолликулах, хранятся йодтиронины и йодтирозины и даже свободный йодид.

Ауторегуляция синтеза и секреции тиреоидных гормонов на уровне самой железы обеспечивается уровнем йода. Недостаток его активирует экстракцию йодида из крови, возрастание кровотока через щитовидную железу и ускорение биосинтеза тиреоидных гормонов. Напротив, избыток йодида подавляет синтез и секрецию тиреоидных гормонов. Механизм ингибирующего действия йодида, как правило, проявляющегося в условиях избыточной продукции гормонов, заключается в снижении экстракции йодида из крови, торможении процессов органического связывания йода, а также подавлении секреции гормонов железой. Назначение йодида с лечебной целью практикуется у больных с гиперфункцией щитовидной железы, при зобе. Избыточность ингибирующего влияния чрезмерных дозировок йодида у больных с гипертиреоидным зобом ведет к переходу гипертиреоидного состояния в эутиреоидное.

Для компенсации нарушенной функции эндокринной железы важнейшее значение имеет системный уровень регуляции, реалиизующийся с помощью механизма обратной связи. Так, регуляция функции щитовидной железы обеспечивается гипоталамо-аденогипофизарной системой с помощью пептидов: тиреолиберина гипоталамуса и тиреотропина гипофиза. Изменение уровня гормонов щитовидной железы в крови (преимущественно трийодтиронина) вызывает противоположные сдвиги в синтезе и секреции этих пептидов. При дефиците тиреоидных гормонов повышающийся по принципу обратной связи уровень тиреотропина в крови способствует активации в щитовидной железе всех биосинтетических и секреторных процессов, а также стимулирует трофику и пластические процессы, физиологическую и репаративную регенерацию, что ведет к восстановлению сниженной функции железы.

Необходимым условием регенерации железы после ее повреждения является наличие определенной концентрации в крови тиреоидных гормонов, продуцируемых поврежденными структурами железы. Это связано с тем, что гормоны щитовидной железы необходимы для процессов биосинтеза белка и деления клеток в организме. Они стимулируют регенерацию большинства тканей организма вообще и самой железы в частности. Таким образом, при полном прекращении секреции тиреоидных гормонов или снижении их концентрации в крови ниже порогового уровня регенерация железы даже при избытке тиреотропина оказывается невозможной. Если функция железы снижена в результате дефицита йода или если повреждение ее структур оказалось столь значительным, что привело к резкому уменьшению уровня тиреоидных гормонов в крови, мобилизуемый в кровь по механизму обратной связи тиреотропин вызывает не регенерацию, а компенсаторную гипертрофию железы. Следовательно, процессы регенерации будут тем слабее, чем меньше остается неповрежденной ткани (например, после резекции).

При недостаточности процессов регенерации щитовидной железы иногда возникает необходимость в их искусственной стимуляции. Искусственное управление регенерацией щитовидной железы требует экзогенного введения тщательно дозируемых оптимальных количеств тиреоидных гормонов, чтобы, с одной стороны, стимулировать процессы регенерации, а с другой - не подавить их избытком повышенной секреции тиреотропина.

Регенераторная способность высока и в других эндокринных железах, в частности в надпочечниках. Так, гиперфункция коры надпочечников, вызванная, например, избыточной стимуляцией кортикотропином гипофиза, приводит к ее гипертрофии вследствие усиления секреторного процесса. При этом происходит и перестройка структуры коры с преимущественным увеличением массы клеток пучковой зоны. Регенерация коры надпочечников есть следствие первичного повреждения ткани, и хотя при этом механизм обратной связи приводит к повышению в крови уровня кортикотропина, для полноценной регенерации необходимы и другие вещества - клеточные стимуляторы регенерации, тиреоидные гормоны, а также предшественники синтеза и метаболиты стероидных гормонов коры надпочечников. Процесс регенерации коры надпочечников развивается при различных степенях повреждения, даже при энуклеации, то есть почти полном удалении. Формирующаяся при регенерации перестройка метаболических процессов ведет к изменению количественных и качественных характеристик биосинтеза стероидных гормонов, что не только вызывает стимуляцию репаративных процессов в самой коре надпочечников, но и влияет на функции организма, нередко приводя к вторичным нарушениям. Так, следствием регенерации коры надпочечников является артериальная гипертензия. В экспериментах на животных показано, что повреждение коры надпочечников, воспроизводимое разными способами (раздавливанием, прошиванием, энуклеацией и т.п.), приводит к формированию артериальной гипертензии, получившей название «регенерационной».

Компенсация нарушенных функций эндокринных желез осуществляется и на межсистемном уровне. Так, биологическая активность секретируемых в кровь гормонов меняется в результате их связывания с транспортными белками крови. Избыточная секреция кортизола корой надпочечников ведет к увеличению в крови не только свободной, но и связанной с транскортином формы гормона, а избыточное связывание гормона с транспортными белками уменьшает его биологическую активность. Это происходит в торпидную фазу травматического шока, когда повышенная секреция кортизола сопровождается избыточным образованием связанной формы гормона. Напротив, в начальную фазу стресса («реакция тревоги» по Г. Селье) происходит высвобождение кортизола из связи с транскортином, что ведет к увеличению в крови концентрации биологически активной формы гормона и является необходимым условием защитной реакции организма. Благодаря образованию нескольких транспортных форм гормона осуществляется более значимая компенсация избыточных количеств гормона в крови. Так, при повышении концентрации кортизола в крови до уровня > 1,0 мкмоль/л часть гормона связывается также с альбумином крови.

Компенсация избыточной секреции в кровь гормонов осуществляется и через активацию их разрушения в печени, метаболических превращений в тканях-мишенях и экскреции с мочой. При не- достаточном синтезе и секреции гормонов эти процессы, напротив, протекают менее интенсивно. К компенсаторным процессам межсистемного уровня относится и изменение депонирования гормо- нов в тканях. Так, при тиреотоксикозе в миокарде снижается содержание депонированных катехоламинов, поскольку при повышенном уровне тироксина нарушаются процессы окислительного фосфорилирования, и развивается дефицит АТФ, а также тормозится активность дофадекарбоксилазы. Избыточное количество в крови тиреоидных гормонов вызывает повышение чувствительности тканей, в частности сердца, к катехоламинам. Уменьшение количества катехоламинов в миокарде, таким образом, является важным механизмом снижения влияния избыточных количеств тиреоидных гормонов на сердечную мышцу.

Компенсаторные реакции на уровне эффектора нередко подчиняются правилу исходного состояния. Сущность этого правила заключается в том, что исходное состояние функциональной активности ткани, органа или системы определяет величину и характер их реакции на раздражитель. Так, в условиях повышенной функциональной активности эффектора (включая и уровень обмена веществ) гормоны-активаторы функции могут вообще не вызывать эффекта либо вести к ослабленному или даже противоположному (то есть угнетающему) эффекту. Напротив, при ослабленной функциональной активности эффектора такие гормоны-стимуляторы вызывают, как правило, более мощный активирующий эффект. Подобной закономерности подчиняются и метаболические эффекты гормонов. Например, в условиях повышенного катаболизма белка в организме глюкокортикоиды либо теряют свой катаболический эффект, либо проявляют его несколько слабее, либо вызывают даже анаболическое действие. В механизмах реализации правила исходного состояния, наряду с действием гормонов-антагонистов и процессами саморегуляции метаболизма, существенную роль играет зависящее от функциональной активности клеток изменение количества и аффинности клеточных мембранных рецепторов гормонов.

Компенсация избытка или недостатка уровня гормонов в крови может также осуществляться на уровне тканей-мишеней посредством изменения числа и аффинности клеточных мембранных рецепторов, приводя к десенситизации клеток в условиях избытка гормонов или к их сенситизации при гормональном дефиците.

Компенсация нарушений процессов метаболизма и физиологических функций, регулируемых эндокринной железой, при недостаточности ее гормонов. Наиболее значимую роль в компенсации нарушений деятельности эндокринных желез играют компенсаторные процессы, направленные не на поддержание секреторной деятельности железы, уровня гормона в крови или его влияния на органы-мишени, а на обеспечение компенсации недостаточных или избыточных эффектов гормона, то есть компенсации нарушений регулируемых гормоном процессов - метаболических и функциональных.

Один из важнейших механизмов такой компенсации связан с наличием синергизма и антагонизма эффектов гормонов разных эндокринных желез. Так, адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, соматотропин повышают уровень глюкозы в крови за счет расщепления гликогена, глюконеогенеза и подавления утилизации глюкозы периферическими тканями. Инсулин противодействует этим эффектам и вызывает гипогликемию. Примерами синергизма (частичного) могут служить эффекты паратирина и кальцитриола (активация всасывания кальция в кишечнике), а антагонизма – эффекты паратирина (гиперкальциемия) и кальцитонина (гипокальциемия). Как правило, синергизм и антагонизм эффектов гормонов являются неполными, поэтому компенсация одних нарушений метаболизма и функций сопровождается усугублением других. Это особенно ярко тпроявляется в процессе формирования нарушений деятельности эндокринной железы, когда нерезкие, предпатологические отклонения функции компенсируются, а более выраженные - проявляются.

Деятельность эндокринных желез взаимозависима. Эта взаимосвязь выражается не только в изменениях синтеза и секреции гормонов одной железы под влиянием гормонов другой (например, кортикостероиды подавляют функцию щитовидной железы), но и в соответствующих процессах на уровне эффекторов (например, паратирин ингибирует антидиуретический эффект вазопрессина). Способность гормонов менять реакцию ткани-мишени на действие других гормонов и нейромедиаторов, получившая название «реактогенное действие гормонов», является одним из важных механизмов компенсации нарушенных в организме метаболических процессов и физиологических функций при патологии эндокринной системы. Так, например, при нерезком дефиците соматотропина на- рушения роста тела не происходит благодаря реактогенному дейст- вию инсулина и инсулиноподобных факторов роста, повышающих чувствительность тканей к соматотропину.

Основные механизмы нарушения функций эндокринных желез

Ветви нерва подходят к надпочечникам, выделяют ацетилхолин и вызывают усиление синтеза и секреции адреналина и норадреналина железой.

Мозговой слой надпочечников и симпатическая нервная система, будучи тесно связанными друг с другом функционально, обозначаются термином «симпато-адреналовая система». Наиболее ярко повреждение функции симпато-адреналовой системы проявляется при феохромоцитоме.

Феохромоцитома - катехоламинпродуцирующая опухоль хромаффинной ткани, локализующаяся в мозговом веществе надпочечников.

Продукция катехоламинов при феохромоцитоме повышена в десятки раз. Ведущим физиологическим механизмом нарушений при феохромоцитоме является артериальная гипертензия (возрастает уровень норадреналина).

Нервные окончания, подходящие к другим эндокринным железам, вступают в синаптические контакты с кровеносными сосудами, которые оплетают гормонпродуцирующие клетки. В этих случаях перерезка нервов или их раздражение нарушает кровоснабжение желез, тем самым опосредованно изменяя их функцию.

Второй механизм регуляции - нейроэндокринный (гипоталамический, трансгипофизарный). В данном случае регулирующее влияние ЦНС на физиологическую активность желез внутренней секреции реализуется через гипоталамус, который является конечным морфологическим образованием, обеспечивающим функциональную связь головного мозга с эндокринной системой.

Основной механизм деятельности гипоталамических нейронов - трансформация нервного импульса в специфический эндокринный процесс, который сводится к биосинтезу гормона в теле нейро- на и сбрасыванию образовавшегося секрета из окончаний аксона в кровь.

При этом осуществляется два типа нейроэндокринных реакций: один из них связан с образованием и секрецией ризилинг-факторов- главных регуляторов секреции гормонов аденогипофиза, другой - с образованием нейрогипофизарных гормонов.

В первом случае гипоталамические гормоны образуются в ядрах среднего и заднего отделов подбугровой области, затем поступают по аксонам их нейронов в область среднего возвышения, где могут накапливаться и далее проникать в специальную систему портальной циркуляции аденогипофиза. Эти высокоактивные вещества (нейросекреты, нейрогормоны) избирательно регулируют гормонообразовательные процессы аденогипофиза.

По направленности эффекта гипоталамические рилизинг-факторы делятся на гипофизарные либерины и статины.

Изменение центральной эндокринной регуляции может быть связано с первичным изменением выработки рилизинг-факторов или тропных гормонов, в результате которого возникают вторичные нарушения функции эндокринной железы (вторичные эндокринопатии). Эндокринопатии, вызванные прямым повреждением ткани железы, получили название первичных.

Во втором случае гормоны образуются в ядрах переднего гипоталамуса, спускаются по аксонам в заднюю долю гипофиза, где депонируются, а оттуда могут поступать в системную циркуляцию и действовать на периферические органы (вазопрессин, АДГ и окситоцин).

Нарушение эндокринных механизмов регуляции

Эндокринная регуляция связана с непосредственным влиянием одних гормонов на биосинтез и секрецию других. Гормональную регуляцию эндокринных функций осуществляет несколько групп гормонов.

Особую роль в гормональной регуляции многих эндокринных функций играет передняя доля гипофиза. В различных ее клетках образуется ряд тропных гормонов (АКТГ, ТТГ, ЛГ, СТГ), основное значение которых сводится к направленной стимуляции функций и трофики некоторых периферических эндокринных желез (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Все тропные гормоны имеют белково-пептидную природу (олигопептиды, простые белки, гликопротеиды).

После экспериментального хирургического удаления гипофиза зависимые от него периферические железы подвергаются гипотрофии, в них резко снижается гормональный биосинтез. Следствием этого является подавление процессов, регулируемых соответствующими периферическими железами. Аналогичная картина наблюдается у человека при полной недостаточности функции гипофиза (болезнь Симмондса). Введение тропных гормонов животным после гипофизэктомии постепенно восстанавливает структуру и функцию зависимых от гипофиза эндокринных желез.

К негипофизарным гормонам, непосредственно регулирующим периферические эндокринные железы, относятся, в частности, глюкагон (гормон а-клеток поджелудочной железы, который наряду с влиянием на углеводный и липидный обмен в периферических тканях может оказывать прямое стимулирующее действие на Р-клетки той же железы, вырабатывающие инсулин) и инсулин (непосредственно контролирует секрецию катехоламинов надпочечниками и СТГ гипофизом).

Нарушения в системе обратной связи

В механизмах регуляции «гормон-гормон» существует сложная система регуляторных взаимосвязей - как прямых (нисходящих), так и обратных (восходящих).

Разберем механизм обратной связи на примере системы «гипоталамус-гипофиз-периферические железы».

Прямые связи начинаются в гипофизотропных областях гипоталамуса, которые получают по афферентным путям мозга внешние сигналы к запуску системы.

Гипоталамический стимул в форме определенного рилизинг-фактора передается в переднюю долю гипофиза, где усиливает или ослабляет секрецию соответствующего тропного гормона. Последний в повышенных или сниженных концентрациях через системную циркуляцию поступает к регулируемой им периферической эндокринной железе и изменяет ее секреторную функцию.

Обратные связи могут исходить как от периферической железы (наружная обратная связь), так и от гипофиза (внутренняя обратная связь). Восходящие наружные связи заканчиваются в гипо- таламусе и гипофизе.

Так, половые гормоны, кортикоиды, тиреоидные гормоны могут оказывать через кровь обратное влияние и на регулирующие их области гипоталамуса, и на соответствующие тропные функции гипофиза.

Важное значение в процессах саморегуляции имеют также внутренние обратные связи, идущие от гипофиза к соответствующим гипоталамическим центрам.

Таким образом, гипоталамус:

С одной стороны, принимает сигналы извне и посылает приказы по линии прямой связи к регулируемым эндокринным железам;

С другой стороны, реагирует на сигналы, идущие изнутри системы от регулируемых желез по принципу обратной связи.

По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Первые как бы самоограничивают, самокомпенсируют работу системы, вторые самозапускают ее.

При удалении периферической железы, регулируемой гипофизом, или при ослаблении ее функции секреция соответствующего тропного гормона возрастает. И наоборот: усиление ее функции приводит к торможению секреции тропного гормона.

Процесс саморегуляции функции желез по механизму обратной связи всегда нарушается при любой форме патологии эндокринной системы. Классическим примером может служить атрофия коры надпочечников при длительном лечении кортикостероидами (в первую очередь, глюкокортикоидными гормонами). Объясняется это тем, что глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизол и их аналоги):

Являются мощными регуляторами углеводного и белкового обмена, вызывают повышение концентрации глюкозы в крови, тормозят синтез белка в мышцах, соединительной ткани и лимфоидной ткани (катаболический эффект);

Стимулируют образование белка в печени (анаболический эффект);

Повышают резистентность организма к различным раздражителям (адаптивный эффект);

Обладают противовоспалительным и десенсибилизирующим действием (в больших дозах);

Являются одним из факторов, поддерживающих артериальное давление, количество циркулирующей крови и нормальную проницаемость капилляров.

Указанные эффекты глюкокортикоидов обусловили их широкое клиническое применение при заболеваниях, в основе патогенеза которых лежат аллергические процессы либо воспаление. В этих случаях вводимый извне гормон по механизму обратной связи тормозит функцию соответствующей железы, но при длительном введении приводит к ее атрофии. Поэтому больные, прекратившие лечение препаратами глюкокортикоидных гормонов, попадая в ситуацию, когда под влиянием повреждающих факторов (операция, бытовая травма, интоксикация) у них развивается стрессовое состояние, не отвечают адекватным усилением секреции собственных кортикостероидов. В результате у них может развиться острая надпочечниковая недостаточность, которая сопровождается сосудистым коллапсом, судорогами, развитием комы. Смерть у таких больных может наступить через 48 часов (при явлениях глубокой комы и сосудистого коллапса). Аналогичная картина может наблюдаться при кровоизлиянии в надпочечники.

Значение механизма обратной связи для организма можно рассмотреть также на примере викарной гипертрофии одного из надпочечников после хирургического удаления второго (односторонняя адреналэктомия). Такая операция вызывает быстрое падение уровня кортикостероидов в крови, что усиливает через гипоталамус адренокортикотропную функцию гипофиза и приводит к повышению концентрации АКТГ в крови, следствием которого является компенсаторная гипертрофия оставшегося надпочечника.

Длительный прием тиреостатиков (или антитиреоидных веществ), подавляющих биосинтез гормонов щитовидной железы (метилурацил, мерказолил, сульфаниламиды), вызывает усиление секреции тиреотропного гормона, а это, в свою очередь, обусловливает разрастание железы и развитие зоба.

Важную роль механизм обратной связи играет также в патогенезе адреногенитального синдрома.

Неэндокринная (гуморальная) регуляция

Неэндокринная (гуморальная) регуляция - регулирующее действие на эндокринные железы некоторых негормональных метаболитов.

Этот способ регуляции в большинстве случаев является, по существу, самонастройкой эндокринной функции. Так, глюкоза, гуморально действуя на эндокринные клетки, изменяет интенсивность продукции инсулина и глюкагона поджелудочной железой, адреналина мозговым слоем надпочечников, СТГ аденогипофизом. Уровень секреции паратгормона околощитовидными железами и кальцитонина щитовидной железой, контролирующих кальциевый обмен, в свою очередь, регулируется концентрацией ионов кальция в крови. Интенсивность биосинтеза альдостерона корой надпочечников обусловлена уровнем ионов натрия и калия в крови.

Неэндокринная регуляция эндокринных процессов представляет собой один из важнейших способов поддержания метаболического гомеостаза.

Для ряда желез (а- и (3-клетки островкового аппарата поджелудочной железы, околощитовидные железы) гуморальная регуляция негормональными агентами по принципу самонастройки имеет первостепенное физиологическое значение.

Особый интерес приобретает образование негормональных факторов стимуляции деятельности эндокринных желез в условиях патологии. Так, при некоторых формах тиреотоксикоза и воспаления щитовидной железы (тиреоидит) в крови больных появляется длительно действующий тиреоидный стимулятор (longactingthyroidstimulator - LATS.

LATS представлен гормонально активными аутоантителами (IgG), вырабатываемыми к патологическим компонентам (аутоантигенам) клеток щитовидной железы. Аутоантитела, избирательно связываясь с клетками щитовидной железы, специфически стимулируют в ней процессы секреции тиреоидных гормонов, приводя к развитию патологической гиперфункции. Они действуют аналогично ТТГ, усиливая процессы синтеза и секреции щитовидной железой тироксина и трийодтиронина.

Не исключено, что аналогичные метаболиты могут образовываться и к специфическим белкам других эндокринных желез, вызывая нарушение их функции.

Периферические (внежелезистые) механизмы регуляции

Функция той или иной эндокринной железы зависит также от величины концентрации гормонов в крови, уровня их резервирования комплексообразующими (связывающими) системами крови, скорости их захвата периферическими тканями. В развитии многих эндокринных заболеваний весьма значительную роль могут играть:

1) нарушение инактивации гормонов в тканях и

2) нарушение связывания гормонов белками;

3) образование антител к гормону;

4) нарушение соединения гормона с соответствующими ре- цепторами в клетках-мишенях;

5) наличие антигормонов и их действие на рецепторы по меха- низму конкурентного связывания.

Антигормоны - вещества (в том числе гормоны), имеющие сродство к рецепторам данного гормона и взаимодействующие с ними. Занимая рецепторы, они блокируют эффект данного гормона.

Патологические процессы в железе – эндокринопатии

Одной из причин нарушения нормальных взаимодействий в эндокринной системе являются патологические процессы в самих эндокринных железах, вследствие прямого поражения одной или нескольких из них. В патологических условиях возможно несколько вариантов нарушения деятельности эндокринных желез:

1) не соответствующая потребностям организма чрезмерно высокая инкреция (гиперфункция);

2) не соответствующая потребностям организма чрезмерно низкая инкреция (гипофункция);

3) качественное нарушение гормонообразования в железе, качественное нарушение инкреции (дисфункция).

Ниже приведена классификация эндокринопатии.

1. По характеру изменения функции: гиперфункция, гипофункция, дисфункция, эндокринные кризы.

Дисфункция - нарушение соотношений между гормонами, выделяемыми одной и той же железой. Примером может служить нарушение соотношений между эстрогенами и прогестероном, считающееся важным фактором патогенеза фибромиомы матки.

Эндокринные кризы - острые проявления эндокринной патологии - могут быть гипер- и гипофункциональными (тиреотоксичекий криз, гипотиреоидная кома и др.).

2.По происхождению: первичные (развивающиеся в результате первичного повреждения ткани железы) и вторичные (развивающиеся в результате первичного повреждения гипоталамуса).

Эндокринная система играет важную регуляторную роль в организме. Гор­моны, выделяемые железами внутрен­ней секреции, оказывают влияние на различные стороны обменных процес­сов, обеспечивающих гомеостаз. Ак­тивность этих желез определяется внут­ренними и внешними факторами. При изменении условий среды (температу­ра, свет, физическая нагрузка и др.) их активность может изменяться в соответствии с потребностями орга­низма.

Для сохранения гомеостаза необхо­димо уравновешивание функциональ­ной активности железы с концентра­цией гормона, находящегося в цирку­лирующей крови. В случае возраста­ния концентрации гормона выше нормы для данного организма деятельность железы, в которой он образуется, ослабляется. Если же уровень гормо­на ниже, чем необходимо организму в данных условиях, активность железы усиливается. Эту закономерность об­наружил еще в 30-х годах советский эндокринолог Б. М. Завадовский, на­звав ее механизмом плюс - минус взаи­модействия.

Такое влияние может осуществляться путем непосредственного действия гор­мона на продуцирующую его железу.

У ряда желез регуляция устанавли­вается не прямо, а через гипоталамус и переднюю долю гипофиза. Так, при повышении в крови уровня тиреоидного гормона угнетается тиреотропная (возбуждающая щитовидную железу) функция гипофиза и уменьшается ак­тивность щитовидной железы. Бывают случаи, когда в организме усиливается активность щитовидной железы (ги­перфункция), повышается основной обмен, усиливаются окислительные про­цессы, но отрицательная обратная связь не возникает, гипофиз перестает реагировать на избыток гормона щито­видной железы и не тормозит ее актив­ность. В результате развивается откло­нение от нормы - тиреотоксикоз.

При уменьшении продукции тиреоидных гормонов уровень их в крови становится ниже потребностей орга­низма, возбуждается деятельность ги­пофиза, усиливается продукция тиреотропного гормона и выделение тиреоидного гормона возрастает. По такому же принципу осуществляется регу­ляция коры надпочечников гипофизарным адренокортикотропным гормоном, половых желез - гонадотропными гор­монами гипофиза. Взаимоотношения гипофиза и зависимых от него желез основаны на принципе отрицательной обратной связи, восстанавливающей гомеостаз.

В свою очередь, гипофиз находится под контролем гипоталамической об­ласти, где выделяются особые активи­рующие гипофиз факторы.

Высшим центром регуляции эндо­кринных функций является подбугор-ная область (гипоталамус), которая располагается в основании мозга. Именно здесь происходит интеграция нервных и эндокринных элементов в общую нейроэндокринную систему. В этом небольшом участке мозга насчи­тывается около 40 ядер - скоплений нервных клеток. С одной стороны, ги­поталамус - высший центр вегетатив­ной нервной системы, контролирующей вегетативные функции по типу нерв­ной регуляции: здесь находятся цент­ры поддержания температуры тела, голода, жажды, водно-солевого обмена и половой активности. Вместе с тем есть особые клетки в некоторых ядрах гипоталамуса, которые, имея харак­терные особенности нейронов, обла­дают и железистыми функциями, продуцируя нейрогормоны. Нейрогормоны, попадая с кровью в переднюю долю гипофиза, регулируют выделение трой­ных гормонов гипофиза. Особенно боль­шую активность проявляет область ги­поталамуса при стресс-реакции, когда мобилизуются все силы для отраже­ния нападения, бегства или другого выхода из трудно преодолимой ситуа­ции. Подбугровая область образует с гипофизом единый структурный и функциональный комплекс. При экс­периментальном разъединении этой связи путем перерезки гипофизарной ножки у животных почти полностью прекращается продукция гипофизом тропных гормонов. В результате раз­виваются тяжелые расстройства эндокринной системы.

Особенность нервной регуляции со­стоит в быстроте наступления ответ­ной реакции, причем эффект ее про­является непосредственно в том ме­сте, куда поступает по соответствую­щей иннервации этот сигнал; реакция кратковременна. В эндокринной системе регуляторные влияния связаны с действием гормонов, разносимых с кровью по всему организму; эффект действия длительный и не имеет ло­кального характера. Например, гор­моны щитовидной железы стимули­руют окислительные процессы во всех тканях. Объединение в гипоталамусе нервных и эндокринных механизмов регуляции позволяет осуществлять сложные гомеостатические реакции, связанные с регуляцией висцераль­ных функций организма. Понятно, что управление такими функциями должно обеспечиваться гормонами, обеспечивающими длительное и рас­пространенное воздействие.

Отдельные группы нейросекреторных клеток продуцируют гормоны, не регулирующие активность других же­лез, а непосредственно влияющие на определенные органы. Например, ан­тидиуретический гормон стимулирует процесс обратного всасывания воды в почечных канальцах, что приводит к образованию вторичной мочи.

При недостатке питьевой воды сек­реция этого гормона увеличивается, способствуя задержке воды в орга­низме. При длительной жажде этого оказывается недостаточным. Концен­трация воды в клетках и осмотиче­ское давление изменяются. Включа­ются нервные механизмы регуляции: через хеморецепторы в центральную нервную систему поступают импульсы о начинающемся нарушении водно-со­левого гомеостаза. На основании это­го возникает очаг возбуждения в коре головного мозга (мотивационное возбуждение), и действия животного на­чинают направляться на устранение отрицательной эмоции, возникает по­веденческая реакция на удовлетворе­ние жажды, при этом активизируются слуховые, обонятельные, зрительные рецепторы в комплексе с двигательны­ми центрами, направляющими движе­ния животного.

Некоторые периферические эндо­кринные железы не испытывают пря­мой зависимости от гипофиза, и после его удаления их активность практиче­ски не изменяется. Это панкреатиче­ские островки, продуцирующие инсу­лин и глюкагон, мозговая часть надпо­чечников, эпифиз, вилочковая железа (тимус), околощитовидные железы.

Особое положение в эндокринной системе занимает зобная железа (ти­мус). В ней вырабатываются гормоноподобные вещества, которые стимули­руют образование особой группы лим­фоцитов, и устанавливается взаимо­связь между иммунными и эндокрин­ными механизмами.