Физиология эндокринной системы Понятие о гормонах и железах внутренней секреции

1. Понятие о гормонах и железах внутренней секреции

2. Гипофиз

3. Щитовидная железа

4. Околощитовидные железы

5. Надпочечники

6. Поджелудочная железа

7. Половые железы

8. Плацента

9. Тимус

11. Тканевые гормоны (гистогормоны)

Эндокринология (наука о железах внутренней секреции, вырабатываемых ими гормонах и их действии на эффекторные органы) одна из наиболее интенсивно развивающаяся отраслей биологии и сельскохозяйственной науки.

Железами внутренней секреции или эндокринными органами называют железы или группы клеток, которые способны вырабатывать специфические физиологически активные вещества, обеспечивающие регуляцию различных функций организма. Эти вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции называются гормонами. Термин гормон введен Э. Старлингом в 1905 году, что в переводе с греческого означает «двигаю», «возбуждаю».

Гормон – особое, биологически активное вещество, вырабатываемое специализированным эндокринным органом или тканью, поступающее в кровь или лимфу и оказывающее влияние на функции организма вне места своего образования.

Эндокринные железы в ходе эмбрионального развития образуются:

· из эктодермы либо из одного зачатка с нервной системой (мозговое вещество надпочечников), либо из других участков эктодермы (аденогипофиз).

· из энтодермы (щитовидные и паращитовидные железы. островковая ткань поджелудочной железы).

· из мезодермы (кора надпочечников, гормонпродуцирующие ткани репродуктивных органов).

Все гормонпродуцирующие структуры делятся на четыре типа:

1) центральные эндокринные органы:

· гипоталамус (либерины (тиролиберин, гонадолиберин, кортиколиберин, соматолиберин и др.) статины (соматостатин, пролактостатин, меланостатин), антидиуретический гормон или вазопрессин, окситоцин);

· гипофиз (фолликулостимулирующий, лютеинизирующий, лактотропный или лютеотропный, тиреотропный, адренокортикотропный, соматотропный, меланоцитостимулирующий, липотропный гормоны);

· эпифиз (серотонин, мелатонин и др.);

2) периферические эндокринные железы:

· щитовидная (трииодтиронин, тетраиодтиронин или тироксин, тиреокальцитонин);

· паращитовидные (паратгормон);

· надпочечники (альдостерон, гликокортикоиды (кортикостерон, кортизон, гидрокортизон) андрогены (андростендин, андростерон и др.), эстрогены (эстрон, эстриол) катехоламины (адреналин, норадреналин));

3) органы, объединяющие эндокринные и неэндокринные функции:

· поджелудочная железа (инсулин, глюкагон, соматостатин, вазоактивный интестинальный полипептид панкреатический полипептид, липокаин);

· почки (эритропоэтин, ренин, простагландины, брадикинин, урокиназа, кальцитриол);

· тимус (тимопоэтины (Т-лимфопоэтины), тимозин, лимфоцитстимулирующие гормоны, гомеостатический тимусный гормон, инсулиноподобный фактор, кальцитониноподобный фактор);

· гонады (андрогены (тестостерон и его производные) эстрогены (эстрадиол и его производные) прогестин (прогестерон), ингибин);

· плацента (хорионический гонадотропин, пролактин, эстрогены, прогестерон, релаксин);

· сердце (натрий-уретический фактор, атриопептин, простагландины);

4) одиночные гормонпродуцирующие клетки (составляющие диффузную эндокринную систему):

· эндокринные клетки в разных отделах нервной системы (различные нейропептиды, выступающие в качестве нейромедиаторов или нейромодуляторов);

· эндокринные клетки пищеварительной системы (серотонин, мелатонин, гистамин, бомбезин, гастрины, энкефалин, соматостатин, вазоактивный интестинальный полипептид, секретин холецистокинин или панкреозимин, энтероклюкагон, мотилин);

· эндокринные клетки дыхательной системы (лейкотриены и др.);

· эндокринные клетки эндотелия сосудов (оксид азота, эндотелины, простагландины, антитромбин III, тканевой активатор плазминогена, ингибиторы тканевого активатора плазминогена и др.).

Химическая природа гормонов. Все гормоны млекопитающих можно подразделить на три группы:

· производные аминокислот (различные модификации тирозина, адреналин, норадреналин – гормоны мозгового вещества надпочечника, трийодтиронин, тироксин – гормоны щитовидной железы; производные триптофана, гормоны эпифиза – мелатонин и адреногломерулотропин);

· стероидные гормоны близки по строению к холестерину (гормоны коры надпочечников и половые гормоны);

· полипептиды различной степени сложности (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной железы).

Свойства гормонов. Независимо от химической природы и функций гормонов, они имеют ряд общих признаков или свойств. К ним относятся:

1. Специфичность. Функции одного гормона строго определенны и не могут замещаться другими веществами. Кроме того для выработки гормонов, как правило, существуют специализированные органы, тогда как не относящиеся к гормонам физиологически активные вещества способны образовываться в различных тканях организма (ацетилхолин, серотонин, гистамин и т.п.). Исключение составляют тканевые гормоны, способные образовываться в ходе функционирования различных тканей организма и не терять при этом дистантности действия.

2. Высокая биологическая активность. Гормон оказывает действие на органы-мишени в очень малых количествах, причём физиологическими концентрациями являются 10-6-10-21М.

3. Дистантность действия. Гормон переносится органам-мишеням расположенным на значительном расстоянии от места его образования. Попав в кровь, большинство гормонов быстро соединяется с определёнными белками плазмы и циркулируют в кровяном русле в «связанном» виде. Свободная форма гормона составляет 2-10% от его общего количества в крови. В связанном состоянии гормон не активен и предохраняется от разрушения а ткани – от чрезмерного его действия.

4. Высокая проницаемость определяется сравнительно небольшими размерами молекул гормонов, что позволяет им достаточно легко пересекать эндотелий капилляров.

5. Быстрая обновляемость – гормоны быстро разрушаются в тканях в ходе метаболизма, поэтому для поддержания эффективных концентраций требуется постоянная секреция гормонов и поступление их в кровеносное русло.

6. Отсутствие видовой специфичности – позволяет использовать гормональные препараты, полученные из эндокринных органов одних животных, в терапии эндокринных заболеваний у животных других видов и человека.

Механизмы взаимодействия гормона

По физиологическому значению различают следующее действие гормонов:

· метаболическое – большинство гормонов участвуют в регуляции обмена веществ путём изменения активности ферментативных систем в тканях;

· морфогенетическое, связанное с изменением дифференциации клеток и тканей, ростом и метаморфозом;

· кинетическое или пусковое воздействие, вызывающее деятельность эффекторных структур. Эндокринокинетическое действие характерно для тропных гормонов гипофиза;

· коррегирующее, связанное с изменением уровня интенсивности функций организма или его органов, работающих и без участия гормонального влияния. Так адреналин учащает ритм и увеличивает силу сердечных сокращений, но угнетает сократительную активность мускулатуры желудочно-кишечного тракта.

Ключевым этапом в реализации физиологического действия гормона на клетку мишень является его связывание со специфическим белком-рецептором, который является распознающим посредником гормонального эффекта.

В общем виде рецептор для любого из гормонов состоит из трёх частей:

· структуры, осуществляющей избирательный приём гормонального сигнала за счёт специфического и обратимого связывания гормона;

· структуры, осуществляющей преобразование внешнего гормонального сигнала во внутриклеточный сигнал;

· структуры, ответственной за инициацию регуляторных эффектов гормона за счёт взаимодействия гормонрецепторного комплекса с различными акцепторными участкакми клетки.

Исходя из локализации рецепторов, характера акцепторных мест и особенностей гормонзависимых эффектов механизм действия гормонов разделяют на:

· мембранный – гормон связывается с рецептором мембраны и в месте связывания изменяет её проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов;

· мембранно-внутриклеточный – рецепторы связывают гормоны на поверхности клеток и гормональные эффекты развиваются благодаря образованию внутриклеточных посредников в результате взаимодействия гормонрецепторных комплексов с мемранными акцепторными структурами. Как правило мембранным акцептором является либо аденилатциклаза, изменяющая уровень внутриклеточного циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) (так действует большинства гормонов), либо гуанилатциклаза, изменяющая уровень гуанозинмонофосфата (цГМФ) (так действуют окситоцин, тиреокальцитонин, инсулин и адреналин), либо неэлектрогенные кальциевые каналы, изменяющие внутриклеточную концентрацию кальция (так действуют окситоцин, инсулин), либо специфические протеазы, способные изменить внутриклеточное содержание специфических гликопептидов. Также значительная роль в передаче сигнала в клетке принадлежит продуктам окисления арахидоновой кислоты (эйкозаноидам, к ним относятся простагландины, тромбоксаны, простациклины, лейкотриены, гидроксиэйкозотетраеноевая и эпоксиэйкозотриеноевая кислоты, а также производные этих кислот) и оксиду азота (NO);

· внутриклеточный (цитозольный) – характерен для стероидных гормонов, которые свободно проходят через мембрану клетки и взаимодействуют с белком-рецептором в цитоплазме образуя гормон-рецепторный комплекс. Активированный комплекс проникает в ядро и взаимодействует с хромосомами, активируя гены, что приводит к синтезу РНК, а затем соответствующих белков.