Эндокринная система

Введение

Эндокринная система (ЭС) занимает одно из центральных мест в специализированном управлении различными процессами жизнедеятельности на уровне целого организма. Эта система с помощью продуцируемых ею гормонов непосредственно, а так же при участии других систем управления мощно действует на метаболизм, физиологию и морфологию самых различных клеток, тканей и органов. При этом гормоны оказывают существенное, порой решающее влияние на все фундаментальные жизненные процессы. Нарушение того или иного звена ЭС может значительно изменить нормальное течение всех этих процессов, приводя к глубокой патологии, часто не совместимой с жизнью.

В онтогенетическом становлении гормональных и нейрогормональных взаимодействий отмечается определенная последовательность. Сразу после закладки и дифференцировки органов эндокринной системы начинаются синтез и секреция гормонов, затем формируются гормональные взаимоотношения между эндокринными железами и, наконец, устанавливаются нейроэндокринные связи. Ко времени рождения ребенка его эндокринная система контролируется ЦНС, т.е. функционирует как единая нейроэндокринная система регуляции. После рождения эти взаимодействия продолжают интенсивно развиваться, совершенствоваться и претерпевают различные изменения. Среди показателей, характеризующих возрастные изменения желез внутренней секреции, в наибольшей степени известно их морфологическое строение. Несколько хуже изучены сдвиги функциональных характеристик и биохимизма эндокринных желез. Течение этих изменений, как правило, направленно на угасание, что обусловлено общей программой обратного развития организма. Однако на ход этого процесса в значительной степени влияют окружающие человека условия внешней среды. Эти условия могут, как ускорить обратное развитие желез внутренней секреции, так и замедлить их.

1. Гипоталамус или подбугорье

В гипоталамусе эндокринная и нервная системы структурно и функционально тесно связаны друг с другом. Также он служит главным регулятором эндокринной системы у человека. Это влияние осуществляется посредством гипофиза.

Гипоталамус расположен непосредственно над гипофизом, с которым соединен ножкой гипофиза и включает в себя внутренний комплекс гипоталамических ядер. Каждое ядро состоит из скопления нейроэндокринных клеток (эти клетки вырабатывают нейросекрет), которые образуют более 30 пар ядер гипоталамуса, которые разделяются на 3 области: передняя, промежуточная и задняя. В передней части гипоталамуса образуются нейросекреты, получившие название «рилизинг-факторов», или «рилизинг-гормонов» (либерины и статины). Они проникают в кровеносные капилляры и далее через портальную систему - в переднюю долю гипофиза. Либерины действуют на гипофиз, обеспечивая выделение определенных гипофизарных гормонов (тропинов). Статины оказывают на гипофиз влияние, противоположное действию либеринов - подавляют секрецию тропинов. Секреция тех или иных гормонов определяется ситуацией, изменением внутренней или внешней среды организма, формами его приспособительной деятельности, которая формирует характер прямых и опосредованных, нервных и гуморальных, тормозящих и активирующих влияний на нейросекреторные структуры самого же гипоталамуса.

В процессе развития эндокринной системы особенно важно установление функциональных связей между отдельными железами. В ранний пренатальный период секреция гормонов периферическими железами не связана с гормонами гипофиза. С появлением в клетках желез внутренней секреции рецепторов к гормонам гипофиза между ним и железами начинают формироваться как прямые, так и обратные связи, но окончательно они устанавливаются после рождения ребенка. Большое влияние на становление нейроэндокринных отношений оказывает гипоталамус. Гипоталамический контроль функций передней доли гипофиза обнаруживается уже после 3-го месяца эмбрионального развития. Гипоталамические нейрогормоны образуются не одновременно, их содержание достигает высокого уровня только у 5-месячного плода. К этому времени формируется гипоталамо-гипофизарная сосудистая сеть, или портальная система, через которую нервная и эндокринная системы взаимодействуют друг с другом. Если гипофиз не получает химических сигналов со стороны гипоталамуса, нарушается развитие как его самого, так и связанных с ним желез. В свою очередь, выделение гормонов железами внутренней секреции является важным условием созревания гипоталамуса и всей ЦНС. Под воздействием мужских половых гормонов (андрогенов) между 5-м и 7-м месяцами внутриутробного развития гипоталамус развивается по мужскому типу, а без них - по женскому.

Физиология гипоталамуса изучена недостаточно полно. Его роль связывают прежде всего с регуляцией висцеральных функций, а также с координацией отношений с гипофизом и другими железами внутренней секреции. Гипоталамус контролирует функции дыхания, кровообращения, углеводный и водно-солевой обмен, температуру тела, состояния сна и бодрствования, моторную активность, голод и насыщение. С возрастной динамикой деятельности гипоталамуса связаны возникающие адаптационно-регуляторные сдвиги, способствующие сохранению гомеостазиса. Значение возрастных изменений гипоталамуса настолько велико, что именно здесь многие исследователи «помещают» биологические часы старения. По мнению одних исследователей, при старении происходит угасание функции гипоталамуса, что и определяет снижение надежности регуляции гомеостазиса. По мнению других, при старении активируются гипоталамические механизмы, и стимуляция гипоталамо-гипофизарной области вызывает ряд нарушений в обмене и функции организма.

2. Питуитарная железа (glandula pituitaris) или нижний мозговой придаток  (hypophisis cerebri)

Располагается гипофиз на вентральной поверхности мозга в основании черепа. Имеет три доли: переднюю, срединную и заднюю. Две первых доли составляют аденогипофиз, а третья доля - это нейрогипофиз, состоящий из окончаний аксонов нервных клеток гипоталамуса и нейроглии. Гормоны разных долей имеют разное функциональное значение.

Гипофиз имеет эктодермальное происхождение. У детей передняя и средняя доли разделены щелью, которая со временем зарастает и обе доли тесно прилегают друг к другу. Эндокринные клетки передней доли дифференцируются в эмбриональном периоде, и на 7 - 9-й неделе они уже способны к синтезу гормонов.

Масса гипофиза новорожденных составляет 100 - 150 мг, а размер 2.5 - 3 мм. На втором году жизни он начинает увеличиваться, особенно в возрасте 4 - 5 лет. После этого до 11 лет рост гипофиза замедляется, а с 11 лет вновь ускоряется. К периоду полового созревания масса гипофиза в среднем составляет 200 - 300 мг, к 18 - 20 годам - 500 - 600 мг.

2.1 Передняя доля гипофиза (аденогипофиз)

Здесь синтезируются гормоны, контролирующие функцию периферических эндокринных желез: соматотропный гормон (СТГ), тиреотропный гормон (ТТГ), адренокортикотропный (АКТГ) и пролактин. гонадотропные - лютеинизирующий гормон (ЛГ) и фоликулостимулирующий гормон (ФСГ),

Соматотропный гормон (СТГ).

Основная его роль - это стимуляция соматического роста. На уровне тканей СТГ ускоряет рост и деление хрящевых клеток, образование костной ткани, способствует формированию новых капилляров, стимулирует рост эпифизарных хрящей. Стимулирует синтез РНК и белков, а также деление клеток. Влияет на углеводный обмен, оказывая инсулиноподобное действие. Усиливает мобилизацию жира из депо и использование его в энергетическом обмене. СТГ участвует в иммунологической защите организма у новорожденных, и обеспечивает дальнейшее нормальное физическое развитие ребенка.

Гормон определяется в гипофизе 9 - недельного плода. В дальнейшем количество СТГ в гипофизе растет и к концу внутриутробного периода увеличивается в 12000 раз. В крови СТГ появляется на 12-й неделе внутриутробного развития, а у 5 - 8 месячных плодов его примерно в 100 раз больше, чем у взрослых. Рост плода находится в основном под влиянием плацентарных гормонов, факторов материнского организма и зависит от генетической программы развития. Концентрация СТГ в крови детей продолжает оставаться высокой, хотя в течение первой недели после рождения она снижается более чем на 50%. К 3 - 5 годам жизни уровень СТГ такой же, как у взрослых. У детей секреция СТГ носит эпизодический характер (3 - 4 раза в течение дня). Общее его количество, выделяется во время глубокого ночного сна, значительно больше чем у взрослых. С достижением половой зрелости эстрогены снижают активность СТГ (в результате прекращается рост организма). Далее, с возрастом секреция СТГ уменьшается. Также имеются половые различия в содержании СТГ и показателях развития мускулатуры, костной системы и жироотложения.

Недостаток СТГ приводит к карликовости, но с нормальным телосложением. Задержка роста проявляется после двух лет, но интеллектуальное развитие при этом обычно не нарушается.

При избытке СТГ у детей (до завершения остеогенеза) развивается гипофизарный гигантизм. По завершении окостенения точек роста развивается акромегалия. Для гигантов обычно характерна гипергликемия вследствие дегенерации b-клеток островков Лангерханса. Поэтому у 10% гигантов развивается сахарный диабет.

Тиреотропный гормон (ТТГ).

Этот гормон активирует функцию щитовидной железы, вызывает гиперплазию ее железистой ткани, стимулирует выработку тироксина и трийодтиронина в соответствии с потребностями организма.

Клетки продуцирующие ТТГ, появляются у 8 - недельных эмбрионов. В течение всего внутриутробного периода абсолютное содержание ТТГ в гипофизе растет и у 4 - месячного плода оно в 3 - 5 раз больше чем у взрослых. Этот уровень сохраняется до рождения. На щитовидную железу плода ТТГ начинает влиять со второй трети беременности, однако зависимость функции щитовидной железы от ТТГ у плода выражена меньше чем у взрослых. Связь гипоталамус - гипофиз устанавливается только на последних месяцах внутриутробного развития.

В первый год жизни ребенка концентрация ТТГ в гипофизе растет. Значительное увеличение синтеза и секреции наблюдается дважды: сразу после рождения и в препубертатный период. Первое увеличение секреции ТТГ связывают с адаптацией новорожденных к условиям существования, второе соответствует гормональной перестройке, включающей усиление функции половых желез. Максимум секреции гормона достигается в возрасте от 21 года до 30 лет, в 51 - 85 ее величина уменьшается вдвое.

Избыточная секреция ТТГ приводит к развитию зоба, гиперфункции щитовидной железы с эффектами избытка тиреоидных гормонов (тиреотоксикоз), пучеглазию (экзофтальм), что в совокупности называют «базедова болезнь».

При дефиците ТТГ развивается недостаточность щитовидной железы - вторичный гипотиреоз (первичный гипотиреоз возникает при различных поражениях щитовидной железы).

Адренокортикотропный гормон (АКТГ).

АКТГ стимулирует секрецию гормонов надпочечников. В большей степени влияние выражено на пучковую зону, что приводит к увеличению образования глюкокортикоидов, в меньшей - на клубочковую и сетчатую зоны, поэтому на продукцию минералокортикоидов и половых гормонов он не оказывает значительного воздействия. Усиливает синтез холестерина и скорость образования прегненолона из холестерина. Стимулирует липолиз (мобилизует жиры из жировых депо и способствует окислению жиров). Увеличивает секрецию инсулина и соматотропина. Стимулирует накопление гликогена в клетках мышечной ткани, вызывая гипогликемию, что связано с повышенной секрецией инсулина. Усиливает пигментацию за счет действия на пигментные клетки меланофоры.

Во внутриутробном периоде секреция АКТГ у зародыша начинается с 9-й недели, а на 7-м месяце его содержание в гипофизе достигает высокого уровня. В этот период надпочечники плода реагируют на АКТГ - в них увеличивается скорость образования гидрокортизона и тестостерона. Во второй половине внутриутробного развития начинают действовать не только прямые, но и обратные связи между гипофизом и надпочечниками плода. У новорожденного функционируют все звенья системы гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников. С первых часов после рождения дети уже реагируют на стрессовые раздражители (связанные, например, с затяжными родами, оперативными вмешательствами и др.) повышением содержания кортикостероидов в моче. Эти реакции, однако, выражены слабее, чем у взрослых, в связи с низкой чувствительностью гипоталамических структур к изменениям во внутренней и внешней среде организма. Усиливается влияние ядер гипоталамуса на функцию аденогипофиза, что в условиях стресса сопровождается увеличением секреции АКТГ. Максимальные концентрации АКТГ отмечаются утром в 6 - 8 часов, минимальные - с 18 до 23 часов. В старости чувствительность ядер гипоталамуса вновь падает, с чем связана меньшая выраженность в пожилом возрасте адаптационного синдрома.

Недостаточная секреция АКТГ ведет к уменьшению продукции глюкокортикоидов, что проявляется нарушением метаболизма и снижением устойчивости организма к различным влияниям среды.

Усиленная секреция АКТГ приводит к гиперкортицизму. Это заболевание развивается при аденоме гипофиза и носит название болезни Иценко - Кушинга. При этой болезни наблюдается задержка роста, ожирение (отложение жира преимущественно на туловище), лунообразное лицо, преждевременное развитие волос на лобке, остеопороз, гипертония, диабет, трофические нарушения кожи (полосы растяжения). Также при повышенном образовании АКТГ развивается адреногенитальный синдром (нарушается работа надпочечников) который может вызвать у плода, имеющего женский генотип, развитие по мужскому фенотипу.

Гонадотропные гормоны гипофиза.

Фоликулостимулирующий гормон (ФСГ) у женщин вызывает рост фолликулов яичника, у мужчин регулирует сперматогенез.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ).

ЛГ стимулирует синтез тестостерона в клетках Ляйдига яичек и рост семенных пузырьков и предстательной железы в мужском организме, синтез эстрогенов и прогестерона в яичниках, стимулирует овуляцию и образование жёлтого тела в яичниках.

Клетки, вырабатывающие ФСГ и ЛГ, развиваются в гипофизе к 8-й неделе внутриутробного развития, тогда же в них появляется ЛГ, а на 10-й неделе - ФСГ. В крови зародыша гонадотропины появляются с 3-месячного возраста. В крови плодов женского пола, особенно в последней трети внутриутробного развития, их концентрация выше, чем у мужского пола. Максимальная концентрация обоих гормонов приходится на период 4.5 - 6,5 месяцев пренатального периода. Значение этого факта до сих пор не выяснено.

Гонадотропные гормоны стимулируют эндокринную секрецию половых желез плода, но не контролируют их половую дифференцировку. Во второй половине внутриутробного периода формируется связь между гипоталамусом, гонадотропной функцией гипофиза и гормонами половых желез. Это происходит после дифференцировки пола плода под действием тестостерона.

У новорожденных концентрация ЛГ в крови очень высока, но в течение первой недели после рождения она снижается и до 7 - 8-летнего возраста остается низкой. В пубертатном периоде увеличивается секреция гонадотропинов, к 14 годам она возрастает в 2 - 2.5 раза. У девочек гонадотропные гормоны вызывают рост и развитие яичников, появляется цикличность секреции ФСГ и ЛГ, что является причиной начала новых половых циклов. К 18 годам показатели ФСГ и ЛГ достигают взрослых значений.

Недостаточность гонадотропинов приводит, как правило, к развитию гипогонадотрофного гипогонадизма (неадекватное функционирование половых желёз из-за дефектов гаметогенеза, гонад; выраженное или неполное развитие вторичных половых признаков).