Надпочечники и их функция в организме человека

ГБОУ ВПО  «САРАТОВСКИЙ ГМУ ИМЕНИ РАЗУМОВСКОГО»  КАФЕДРА Биологической химии. ЗАВЕДУЮЩий  КАФЕДРОЙ ДОКТОР МЕДЕЦИНСКИХ НАУК профессор  в.б. Бородулин.

 

 

Реферат по физиологии

На тему: «Надпочечники»

 

 

 

Выполнила студентка 2 курса 
педиатрического факультета 2 группы 
Касаткина Анна Алексеевна

 

 

 

 

 

 

Саратов 2013

 

 

Введение

 
      Кора надпочечников человека синтезирует более 40 различных стероидных гормонов. Биологически активные кортикостероиды объединяют в 3 основных класса стероидных гормонов, которые обладают широким спектром физиологических функций. Они включают глюкокортикоиды, минералокортикоиды и адренальные андрогены. Эти гормоны образуются в различных слоях надпочечников из холестерола, липопротеинов низкой плотности или ацетил коэнзима А, или эфиров холестерина из внутриклеточных депо. В клубочковом слое коры надпочечников синтезируются гормоны, участвующие в регуляции обмена натрия и воды (альдостерон), пучковая и сетчатые зоны секретируют глюкокортикоиды и андрогены. Спектр и количество гормонов, синтезируемых корой надпочечников и половыми железами, различаются и зависят от активности определенных ферментных систем стероидогенеза, например, ферменты 11?-гидроксилаза и 21-гидроксилаза присутствуют только в надпочечниках, синтезируя стероиды, специфичные для надпочечников. Утилизация происходит через образование в печени водорастворимых конъюгатов с серной и глюкуроновой кислотой и экскрецию их с мочой.

Надпочечники: морфо-функциональные особенности коры надпочечников

 

Надпочечники - парные эндокринные  железы, расположенные ретроперитонеально над верхними полюсами почек на уровне Тh12 и L1 позвонков. У взрослого человека надпочечник имеет треугольную  форму размером 4x2x0,3 см. Масса одного надпочечника 4-5 г. Надпочечники состоят  из двух частей: коркового вещества - коры (на долю которой приходится около 80% массы железы) и мозгового вещества. В коре надпочечников синтезируются  стероидные гормоны (минералокортикоиды, глюкокортикоиды и андрогены), в  хромаффинной ткани мозгового слоя - катехоламины (дофамин, норадреналин, адреналин).

 

Кора надпочечника формируется  на 5-й неделе внутриутробного периода  из мезодермальных клеток, расположенных  вблизи зачатка половых желез  и почек. Мозговое вещество является производным эктодермальных клеток нервного гребешка. На 8-й неделе мезодермальные клетки начинают интенсивно размножаться, и формируется 2 зоны коры: наружная - дефинитивная и эмбриональная (фетальная), расположенная на границе с мозговым веществом. На 10-20-й неделе фетальная  кора быстро растёт, к 30-й неделе объём  этой зоны увеличивается вдвое. В  плодном периоде на долю фетальной  зоны приходится большая часть коры надпочечника. Незадолго до рождения начинается дегенерация этой зоны и  к концу первого года жизни  фетальная кора полностью исчезает. Фетальная кора синтезирует преимущественно  кортизол и дегидроэпиандростерон (ДГА). Последний в печени плода  преобразуется в 18"-производные, из которых в плаценте образуется большая часть эстрогенов материнского организма (эстриол, эстрадиол и  эстрон). Объём дефинитивной коры к 30-й неделе значительно увеличивается. В течение первого года жизни  в дефинитивной коре определяются клубочковая, пучковая и сетчатая зоны. Дифференцировка  корковой части надпочечника завершается  к третьему году жизни. В дальнейшем кора продолжает увеличиваться в  объёме (особенно в период полового созревания), достигая окончательных  размеров к 20 годам.

Клубочковая зона (15% толщины  коры). Представлена мелкими эпителиоидными клетками, содержащими небольшое  количество цитоплазмы. Здесь же встречаются  крупные, богатые липидами, а также вакуолизированные клетки и синцитий, образующие скопления типа клубочков. В этой зоне синтезируются минералокортикоиды, главным образом альдостерон, стимулятором синтеза которого являются ангиотензин II и в незначительной степени адренокортикотропный гормон (АКТГ). Минералокортикоиды синтезируются только в клубочковой зоне.

Пучковая зона (75% толщины  коры). Тяжи эндокринных клеток и  находящиеся между ними кровеносные  капилляры расположены параллельно  друг другу (в виде пучков). Это крупные  кубические и полигональные клетки; некоторые из них имеют по два  ядра. Цитоплазма клеток вакуолизирована  и содержит большое количество липидов. Холестерин, которым богаты надпочечники, содержится в основном в клетках  этой зоны в большем количестве, чем в любой другой ткани организма. Здесь синтезируются глюкокортикоиды (преимущественно кортизол, который  метаболизируется, в основном в печени и почках, в менее активный кортизон -дегидрокортикостерон), а также  андрогены. Синтез глюкокортикоидов регулирует тропный гормон аденогипофиза - АКТГ.

Сетчатая зона (10% толщины  коры). Наиболее глубокая часть коры надпочечника, прилегающая к мозговому  слою. Состоит из переплетающихся  между собой неправильной формы  тяжей клеток небольшого размера, содержащих пигмент, небольшое количество капель липидов и хорошо окрашиваемую цитоплазму. В сетчатой зоне синтезируются андрогены (дегидроэпиандростерон и андростендион), следовые количества эстрогенов, а  также отчасти прогестерон и  глюкокортикоиды. Тропный гормон - АКТГ.

Формирование зон коркового  вещества продолжается до 11-14 лет. К  этому периоду соотношение ширины клубочковой, пучковой и сетчатой зон  составляет 1:1:1. В дальнейшем (третье-пятое  десятилетие) сетчатая зона и особенно пучковая несколько расширяются, в  связи с чем соотношение зон  составляет 1:2:2, а к 50 годам -1:3:2. Если масса надпочечника у взрослых существенно  не зависит от возраста, то типичное деление их на зоны характерно для  людей молодого возраста. Впоследствии пучковая зона утрачивает свойственную ей колончатую структуру, между ней  и сетчатой зоной появляются многочисленные выросты, доходящие, с одной стороны, до капсулы, с другой - до мозгового  вещества. Инволюции сетчатой зоны с возрастом не наблюдается, клубочковая  же зона определяется в отдельных  участках.

 

Стероидогенез в  коре надпочечников

 

Надпочечники секретируют  кортикостероиды, являющиеся производными циклопентанопергидрофенантрена (в  основе их химической структуры лежит  стероидное кольцо из 17 атомов углерода). К настоящему времени известно около 100 соединений, но лишь немногие из них  являются биологически активными соединениями, которые разделяются на четыре группы: глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены и эстрогены.

 

Исходным продуктом синтеза  кортикостероидов является холестерин. Большая часть холестерина (80-90%) связана с жирными кислотами  и только 10% приходится на свободный  холестерин, который в надпочечниках  содержится главным образом в  эндоплазматических мембранах и  митохондриях, а эфиры холестерина  сосредоточены в липидных каплях цитоплазмы. Холестерин поступает в  надпочечники из плазмы или синтезируется  из ацетил-КоА. Пополнение запасов холестерина  находится под контролем АКТГ, под действием которого ускоряется поступление свободного холестерина  из плазмы, усиливается внутриклеточный синтез холестерина de novo и стимулируется внутриклеточный гидролиз эфиров холестерина в самих надпочечниках. АКТГ регулирует скорость стероидогенеза в надпочечниках, изменяя метаболизм холестерина и его перераспределение как внутри клетки, так и в митохондриях. Внеклеточные липопротеиды являются важным регулятором синтеза холестерина в надпочечниках, и при достаточном количестве внеклеточного холестерина наблюдается угнетение внутриклеточного его синтеза.

Процессы стероидогенеза обеспечивают ферменты, локализованные в митохондриях и гладкой эндоплазматической сети. Биосинтез кортикостероидов начинается в митохондриях, где от поступающего холестерина под влиянием P450SCC (20,22 десмолазы) происходит отщепление боковой  цепи холестерина и образование  прегненолона, который является предшественником для большинства кортикостероидов, секретирующихся в надпочечниках  человека.

 

Главные продукты стероидогенеза выделены жирным шрифтом. Первостепенные метаболические пути показаны сплошными  толстыми стрелками, второстепенные - сплошными тонкими стрелками. Действие гормонов обозначено пунктирными стрелками. P450SCC - 20,22-десмолаза, Р450с17 - 17 3-гидро-ксилаза, 3-HSD - 11-гидроксистероиддегидрогеназа, Р450с21 - 21-гидроксилаза, Р450с11 - 11-гидроксилаза, Р450с18 - 18-гидроксилаза, Р450с19 - ароматаза, 17-HSD - 17-гидро-ксистероиддегидрогеназа

Глюкокортикоиды образуются в гладкой эндоплазматической сети из прегненолона при участии фермента Р450с17 через промежуточные продукты - 17 -гидроксипрегненолон и 17-гидроксипрогестерон. В результате последующей реакции  при участии Р450с21 происходит гидро-ксилирование в 21-м положении с образованием 11-дезоксикортизола, который в митохондриях подвергается дополнительному гидроксилированию  в 11-м положении при участии  Р450с11, и в результате двух реакций  гидроксилирования образуется кортизол, который, как и дегидроэпиандростерон, представлен в пучковой и частично в сетчатой зонах коры надпочечников. В этих зонах отсутствует фермент P450aldo (альдос-теронсинтаза, Р450), необходимый  для синтеза альдостерона.

Минералокортикоиды (альдостерон) образуются в клетках клубочковой  зоны, функции которых лишь частично находятся под контролем АКТГ. Все три последних этапа синтеза  альдостерона, а именно образование  кортикостерона из 11-дезоксикортикостерона, 18-гидроксикорти-костерона и альдостерона, находятся под контролем фермента P450aldo.

Образование андрогенов в  коре надпочечников осуществляется в её сетчатом слое и отчасти в  пучковой зоне конверсией 17 -гидроксипрегненолона в С-19 стероиды, к которым относится  дегидроэпиандростерон и дегидроэпиандростерон  сульфат. Андростендион образуется из 17-гидроксипрогестерона при участии  фермента 17,20-десмолазы. Андростендион  может конвертироваться в тестостерон. У мужчин тестостерон надпочечникового происхождения является лишь небольшой  частью от общего уровня тестостерона, циркулирующего в крови и экскретируемого  с мочой.

Характер стероидогенеза определяется ферментными системами, активность которых зависит от АКТГ. Комплексирование АКТГ с рецептором инициирует серию последовательных реакций и активирование цАМФ-зависимой  протеинкиназы, которая в свою очередь  приводит к фосфорилированию белков рибосом, образованию и повышению  активности ферментов (холестеринэстеразы, P450SCC и др.), определяющих скорость стероидогенеза.

В тканях надпочечника под  влиянием АКТГ отмечается повышение  синтеза ДНК и РНК, увеличиваются  размеры клеток, объем ядер, гипертрофируется ядрышко и пластинчатый комплекс, возрастает число липидных клеток в  цитоплазме митохондрий, увеличивается  гладкая эндоплазматическая сеть.

 

Гормоны коры надпочечников

 

Глюкокортикоиды - С21-стероиды

Самым биологически активным глюкокортикоидом, секретируемым надпочечниками, является кортизол (на его долю приходится 80%). Остальные 20% в порядке убывания активности составляют кортизон, кортикостерон, 11-дезоксикортизол и 11-дезоксикортикостерон. В сутки надпочечниками секретируется 15-30 мг кортизола. Более 90 % кортизола  циркулирует в крови связанным  с белками - преимущественно с - глобулином (кортикоидсвязывающим глобулином илитранскортином) и небольшая часть связана  с альбуминами, обладающими к  нему низкой аффинностью по сравнению  с транскортином. Около 8% кортизола  плазмы является свободной фракцией, осуществляющей биологический эффект.

Дефицит инсулина и эстрогены  повышают содержание транскортина, что  приводит к увеличению кортизола, связанного с белками, в результате чего увеличивается  общая концентрация кортизола в  плазме. Однако уровень свободного кортизола, по-видимому, остается нормальным, а признаки и симптомы избытка  глюкокортикоидов отсутствуют.

Большинство синтетических  аналогов глюкокортикоидов связываются  с транскортином менее эффективно (примерно 70% связывания). Это может  объяснить способность некоторых  из них уже в низких дозах вызывать побочные эффекты.

Заболевания печени и почек, а также длительный приём глюкокортикоидов сопровождаются снижением содержания транскортина и уменьшением фракции  кортизола, связанного с этим белком, что приводит к клиническим признакам  избытка глюкокортикоидов.

Время циркуляции кортизола  определяется прочностью связывания с  транскортином (период полураспада  кортизола составляет 80-120 мин, кортикостерона - менее 60 мин).

Экскреция. Основным местом обмена кортизола является печень, но почки, кишечник и легкие также  принимают участие в обмене кортикостероидов. В печени под влиянием ферментов 5- и 5"-редуктаз происходит удаление кетоновой группы в кольце А и  присоединение 4 атомов водорода с превращением кортизола в тетрагидрокортизол и окисление гидроксильной группы у С11 в кетоновую группу с превращением в тетрагидрокортизон. Эти метаболиты образуют парные соединения с глюкуроновой и серной кислотами, а так как  эфиры этих соединений (глюкорониды) хорошо растворяются и плохо связываются  с белками крови, они экскретируются с мочой.

Свободный кортизол фильтруется  в клубочках почек, однако, 80-90% его  реабсорбируется в канальцах  и лишь незначительная часть экскретируется с мочой в течение суток. Из выделенных с мочой продуктов  метаболизма кортизола тетрагидропроизводные составляют 50-60%, кортол и кортолон - 25-35%, 17-кетостероиды - 5-8% и 1-3% составляет неизмененный гормон.

Конъюгированные формы глюкокортикоидов секретируются с жёлчью в ЖКТ, из них 20% теряется с калом, 80% всасывается  в кишечнике.

Функции глюкокортикоидов разнообразны - от регуляции метаболизма до модификации  иммунологического и воспалительного  ответов.

Углеводный обмен. Глюкокортикоиды  повышают концентрацию глюкозы в  крови за счет увеличения скорости глюконеогенеза в печени (влияние  на синтез ключевых ферментов), снижения утилизации глюкозы на периферии (периферический антагонизм действию инсулина), стимуляции освобождения аминокислот (субстратов глюконеогенеза) в мышцах и тем  самым усиления неоглюкогенеза.

Белковый обмен. Глюкокортикоиды  являются катаболическими гормонами (увеличивают распад белка и тормозят его синтез).

Липидный обмен. Липолиз  усиливается в области верхних  и нижних конечностей, липогенез - в  других частях тела (туловище и лицо). Эти дифференциальные эффекты придают  больным (например, при синдроме Иценко-Кушинга) характерный внешний вид.