Эндокринная система

5.1 Корковый слой

Глюкокортикоиды.

Глюкокортикоиды (наиболее важным является кортизол) учавствуют в регуляции обмена углеводов (глюкогенез), повышают отложение глюкогена в печени, тормозят уилизацию глюкозы в тканях, вызывают распад тканевого белка, задерживают включение аминокислот в белки; участвуют в обмене липидов (а именно уменьшению образования жира); оказывают тормозное влияние на функцию иммунной системы; стимулируют эритропоэз; подавляют синтез антител и тормозит реакцию взаимодействия чужеродных белков (антигенов) с антителами. В физиологических условиях влияние глюкокортикоидов на обмен веществ уравновешенно. В случае необходимости они быстро обеспечивают организм энергией. При стрессе уровень кортизола в крови быстро повышается, но при повторном или длительном воздействии одного и того же фактора реакция системы постепенно затухает, так как происходит привыкание к нему (адаптация). Присутствие кортизола необходимо для проявления действия катехоламинов - адреналина и норадреналина - при стрессе. Совместная активность этих гормонов вызывает усиление кровоснабжения скелетных мышц в стрессовых ситуациях.

В течение суток концентрация кортизола в крови существенно изменяется, подчиняясь циркадному ритму. В утренние часы концентрация кортизола значительно выше, чем в вечерние. Такой ритм зависит от времени суток, а не от режима сна и крайне медленно приспосабливается к его изменению (например, у лиц, работающих в ночную смену). Сохранение высокого уровня кортизола во второй половине дня или в вечерние часы может указывать на патологию.

Понижение содержания глюкокортикоидов в организме ведет к нарушению липидного обмена и ожирению, а также ослабевает реакция на стресс, ощущаются слабость и сонливость.

Избыточное образовании глюкокортикоидов в организме может привести к мышечной дистрофии, остеопорозу (разрежению костной ткани); преддиабетическому состоянию; к развитию болезни Иценко-Кушинга; тормозится развитие воспалительных реакций, устраняются покраснение и отек, вызванные большим притоком крови к воспаленному участку, а также снимаются болевые ощущения; подавляется образование антител, а это приводит к ослаблению защитных реакций организма (при длительном стрессе этот эффект становится заметным), что используется в медицине для подавления аллергических реакций и предотвращения отторжения трансплантатов.

Минералокортикоиды.

Cреди этой группы гормонов  наиболее важен альдостерон, участвующий  в регуляции обмена электролитов  и воды, оказывающий влияние на  транспорт ионов и воды в  кишечнике, слюнных и потовых  железах, а также в почках.

Образование минералкортикоидов начинается на 4-м месяце внутриутробного развития, их концентрация в крови постоянно повышается.

При дефиците минералкортикоидов, прежде всего альдостерона, наблюдается изменение электролитного баланса в тканях и крови.

Продукция кортикостероидов повышается уже с 10-го дня после рождения: ко 2-й неделе их образуется столько же, сколько у взрослых (на единицу поверхности тела), а на 3-й неделе устанавливается суточный ритм секреции. От года до трех лет секреция кортикостероидов усиливается, а потом устанавливается на уровне ниже взрослого. До 11-12 лет этот показатель почти одинаков для мальчиков и девочек. В пубертатном периоде значительно увеличивается секреция половых желез и появляются половые различия. С возрастом несколько снижаются секреция альдостерона и выделение его с мочой.

Андрогены и эстрогены.

Аналоги мужских и женских половых гормонов (наибольшей активностью среди них обладает тестостерон). Эти гормоны менее активны, чем гормоны половых желез и вырабатываются в небольших количествах. У мужчин 2/3 всего количества андрогенов образуется в семенниках и только 1/3 - в надпочечниках; у женщин андрогены выделяются надпочечниками, и лишь при некоторых заболеваниях их в значительных количествах секретируют яичники.

Половые гормоны надпочечников важны для роста и развития половых органов в детском возрасте. Они оказывают анаболическое действие на белковый обмен, обуславливают развитие вторичных половых признаков. Эстрогены коры надпочечников у плодов женского пола способствуют развитию матки, влагалища, наружных половых органов.

При повышенном образовании АКТГ развивается адреногенитальный синдром: надпочечники не могут вырабатывать достаточное количество кортизола, но секретируют в избытке другие гормоны, в том числе андрогены. Их избыток может вызвать у плода, имеющего женский генотип, развитие по мужскому фенотипу. Иногда подобная недостаточность проявляется в более позднем возрасте - в период полового созревания или вскоре после его завершения. Если надпочечники секретируют большие количества андрогенов без нарушения образования кортизола, то в женском организме развиваются признаки мужского типа (изменения волосяного покрова).

5.2 Мозговой слой

Гормоны этого слоя - важная часть адаптационно-трофической системы, образованной гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковым комплексом, и наиболее известны нам как стрессорные гормоны.

Секреция адреналина и норадреналина резко повышается под влиянием стрессовых факторов (большое физическое или умственное напряжение, инфекции, травма, гипогликемия). Во время стресса эти гормоны выполняют важную регуляторную роль: они усиливают сердечную деятельность, суживают сосуды, снабжающие кровью внутренние органы, расширяют их в мышцах, угнетают перистальтику желудочно-кишечного тракта, вызывают расширение бронхов. Сосудистые эффекты приводят к соответствующему изменению физиологического состояния организма. Когда человек находится в опасности, переваривание пищи становится неактуальным и активность пищеварительных процессов уменьшается. В тоже время для активной защитной реакции, борьбы или бегства от опасности мышцы получают с кровью дополнительные количества кислорода и глюкозы.

Для мозгового вещества надпочечников характерно позднее формирование и медленное развитие в онтогенезе. В конце 3-го - начале 4-го месяцев внутриутробного развития в ткань надпочечника врастают адреналовые (хромаффинные) клетки и начинается синтез норадреналина. Адреналина у плода образуется мало. В течение внутриутробного периода содержание катехоламинов изменяется. У новорожденных мозговое вещество развито относительно слабо. Увеличение количества клеток происходит в период с 3-4 до 7-8 лет, и только к 10 годам мозговое вещество по массе превосходит корковое. Тем не менее, активность симпатоадреналовой системы проявляется сразу после рождения. Новорожденные с первых дней способны реагировать на стрессовые воздействия (например, недостаток кислорода) повышением секреции катехоламинов. Катехоламины оказывают влияние на обмен веществ и энергетические процессы в организме. Они (в основном адреналин) усиливают расщепление гликогена в печени и мышцах, стимулируют липолиз в жировой ткани и протеолиз в печени. При уменьшении содержания глюкозы в крови секреция катехоламинов резко возрастает. Катехоламины угнетают секрецию инсулина поджелудочной железой, что необходимо для поддержания высокой концентрации глюкозы в экстремальных ситуациях. Катехоламины участвуют также в поддержании температуры тела, усиливая окислительные процессы при охлаждении. Образование катехоламинов возрастает на протяжении первого года жизни, а в возрасте от 1 до 3 лет формируется его суточная и сезонная цикличность. Выделение норадреналина имеет два пика: в 9-12 и 18-21 ч, адреналина меньше выделяется ночью. Весной образование катехоламинов усиливается. В дальнейшем секреция гормонов увеличивается и зависит от подвижности детей, их эмоциональных реакций, действия возможных раздражителей. Все более важной становится роль катехоламинов в адаптивных реакциях организма, регуляции обмена углеводов, деятельности сердечно-сосудистой и других систем, постепенно приближаясь к уровню взрослых.

6. Поджелудочная железа (pancreas)

Эндокринную функцию поджелудочной железы выполняют островки Лангерганса, составляющие 1 - 2% общей массы железы. Островковая часть железы образована тремя типами клеток: альфа-, бета-и дельта-клетками. На долю альфа-клеток, вырабатывающих глюкагон, приходится около 20% всех островковых клеток; секретирующие инсулин, бета-клетки составляют 65-75%. Дельта-клетки, которых 10% продуцируют регулятор ростовых процессов соматостатин. Клетки РР и G клетки, их менее 5%, продуцируют регулятор желудочной секреции гастрин.

С возрастом островки изменяются: у детей первых двух месяцев жизни относительное число островков Лангерганса больше, чем в последующие периоды развития: они составляют 6% массы всей железы (50 мкм), а в конце первого года жизни на их долю приходится только 1-0,8%. От 10 до 50 лет - 100-200 мкм, после 50 лет размер островков уменьшается и составляет 2-3% массы всей железы.

Инсулин.

Этот гормон регулирует обмен глюкозы в организме. Под его влиянием возрастает поглощение глюкозы почти всеми клетками тела и ее содержание в крови восстанавливается (в норме 0,8-1,0 г/л). Распад инсулина может происходить почти во всех тканях, но главным образом (более чем на 80%) - в печени и почках. Инсулин активирует ферменты синтеза гликогена из глюкозы и тормозит его расщепление. Когда организму требуется дополнительная энергия, гликоген превращается в глюкозу, которая свободно выходит из клеток печени в кровь. При нормальном питании около 60% глюкозы, потребляемой с пищей, временно запасается в печени в виде гликогена, чтобы затем быстро высвобождаться за счет его расщепления. Увеличение концентрации инсулина, вызванное повышением уровня глюкозы в крови, делает мышечные клетки проницаемыми для глюкозы. Здесь из нее образуется гликоген, который затем используется в качестве источника энергии. Однако при очень высокой мышечной активности мембраны клеток становятся проницаемыми для глюкозы и в отсутствие инсулина. Он участвует в превращении излишков глюкозы в жиры. Под его влиянием получаемые с пищей белки расщепляются до аминокислот и обеспечивает их транспорт в клетки. Сходным действием обладает гормон роста. Кроме того, инсулин стимулирует сам процесс биосинтеза белка.

Пониженная выработка инсулина островковыми клетками приводит к развитию диабета. Для него характерны высокое содержание сахара в крови и усиленное его выведение с мочой, потребление большого количества воды, увеличение объема мочи, потеря веса и мышечная слабость, усиленный распад белков и липидов, наличие в моче и крови кетонов и кислот. Отсутствие инсулина приводит к истощению белковых ресурсов организма.

Глюкагон.

По своим функциям является антагонистом инсулина. Он стимулирует расщепление гликогена в печени (но не в мышцах). Под действием глюкагона печень более активно поглощает аминокислоты из крови и использует их для синтеза глюкозы.

Соматостатин тормозит образование и секрецию глюкагона и инсулина.

Приводимые данные о диапазоне колебаний соматостатина свидетельствуют о том, что минимальные его уровни с возрастом явно снижаются - для новорожденных 70-190 пг/мл, для грудных детей 55-186 пг/мл, а для взрослых 20-150 пг/мл.

Эндокринная часть поджелудочной железы начинает формироваться на 5-й - 6-й неделе внутриутробного развития, когда ее клетки разделяются на экзо- и эндокринные. При дифференцировке клеточных элементов на 3-м месяце эмбрионального развития выделяются бета-клетки, а затем становятся видными альфа-клетки. К концу 5-го месяца хорошо сформированы островки Лангерганса. В крови плода инсулин определяется на 12-й неделе, но до 7-го месяца его концентрация низкая. В дальнейшем она резко повышается и удерживается до рождения. У плода инсулин и глюкагон действуют на углеводный обмен. Бета-клетки реагируют на уровень глюкозы в крови плода в конце периода внутриутробного развития. Инсулин совместно с гормоном роста регулирует ростовые процессы. После рождения концентрация инсулина повышается в периоды интенсивного роста. Содержание глюкагона в поджелудочной железе в течение внутриутробного периода достигает уровня взрослых.

Характерные возрастные изменения наблюдаются и в содержании цинка, составной части гормонов поджелудочной железы. Гранулы цинка в клетках поджелудочной железы появляются уже на б-й неделе эмбрионального развития. В первые месяцы после рождения его содержание максимально, и таким же оно сохраняется в течение периода зрелости. В старости количество цинка в гормонах резко снижается. Возрастные изменения функциональной активности поджелудочной железы связаны с изменением ее структуры. У детей первых шести месяцев жизни инсулина выделяется в два раза больше, чем у взрослых. После 40 лет активность эндокринного аппарата поджелудочной железы падает и в соответствии с этим уменьшается количество секретируемого ею гормона. Так, в старости в железе разрастается соединительная ткань и увеличивается число клеток, синтезирующих глюкагон за счет уменьшения числа клеток, секретирующих инсулин. Уменьшение секреции инсулина с одновременным относительным увеличением количества глюкагона создает неблагоприятные условия для обмена углеводов и может послужить причиной развития в этом возрасте сахарного диабета.

7. Половые железы (гонады)

эндокринный гипоталамус железа гипофиз

В половых железах - яичниках и семенниках - происходит процесс развития половых клеток, называемый гаметогенезом. У мужчин это сперматогенез, в результате которого образуются сперматозоиды, у женщин - оогенез, или овогенез, т.е. образование яйцеклетки. Андрогены и эстрогены, взаимодействуя с другими гормонами, влияют на рост костей (тормозят выделение СТГ) Прогестерон влияет на слизистую оболочку матки, подготавливая ее к имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Под действием половых гормонов рост практически останавливается из-за окостенения эпифизарных хрящей.

Мужские половые гормоны.

В семенниках железистыми клетками Лейдига образуется тестостерон (основной андроген) и дигидротестостерон. В эмбриогенезе андрогены контролируют развитие плода по мужскому типу; в период полового созревания они стимулируют становление признаков мужского пола; с наступлением половой зрелости тестостерон необходим для поддержания сперматогенеза, вторичных половых признаков, секреторной активности предстательной железы и семенных пузырьков.

Развитие половых желез (гонад) начинается из общего зачатка у эмбрионов на 5-й неделе. Во второй половине 2-го месяца начинается их половая дифференцировка. Мужские гонады проявляют гормональную активность в конце 3-го месяца, они начинают синтезировать андрогены, под влиянием которых, органы половой системы приобретают строение, характерное для мужского пола. С 3-го месяца и до конца внутриутробного развития под действием андрогенов происходит опускание яичек из брюшной полости в мошонку. Если гонады не образуют андрогены, они развиваются по женскому типу, т.е. превращаются в яичники. Тоже самое происходит и с наружными половыми органами. Кроме того, в период 4,5-7 месяцев андрогены вызывают дифференцировку гипоталамуса по мужскому типу (тоническому), при их отсутствии процесс идет по женскому типу (циклическому). После завершения внутриутробного развития образование андрогенов в гонадах мальчиков прекращается и возобновляется вновь в пубертатный период, когда с действием тестостерона связано развитие вторичных мужских половых признаков. В организме усиливается синтез белков (анаболическое действие), стимулируется кроветворение, по мужскому типу развиваются скелет и мускулатура, формируются «мужские» пропорции тела. Сперматогенез в семенниках начинается после 15 лет (репродуктивный период). Состояние, обусловленное нарушением функции или отсутствием железистых клеток семенников, называется евнухоидизмом. Для таких лиц характерны узкие плечи, плохо развитая мускулатура, женственная внешность, небольшие размеры половых органов, высокий голос, нарушение образования вторичного волосяного покрова. Введение андрогенов может сгладить эти нарушения. В норме семенники функционируют в течение всей жизни мужчины. Сперматогенез и половая потенция могут сохраняться до 80-90 лет, однако, с возрастом происходит снижение выработки мужских половых гормонов. Вместе с тем снижаются реакции тканей на половые гормоны и выраженность половых признаков, уменьшается мышечная сила.