9.2. Гормоны
Гормоны – специфические, физиологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, очень малых размеров, что позволяет им проникать через сосудисто-клеточную мембрану. Гормоны действуют на обмен веществ, регулируют клеточную активность, способствуют проникновению продуктов обмена веществ через клеточные мембраны. Гормоны влияют на дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение, размножение.
Рост и развитие организма, смена различных возрастных периодов связаны с деятельностью желез внутренней секреции. Гормоны влияют на рост и дифференциацию тканей. Так, при снижении функции передней доли гипофиза резко снижается активность синтеза белка в организме и вследствие этого наступает задержка роста. При недостаточной функции щитовидной железы нарушается дифференцировка клеток. При задержке развития половых желез запаздывает или слабо развиваются вторичные половые признаки. При недостаточной выработке гонадотропных гормонов гипофиза нарушается созревание половых желез и образование специфических половых клеток. Йодсодержащие гормоны щитовидной железы оказывают стимулирующее влияние на процесс регенерации (заживление кожных и мышечных ран, костных переломов). Гормоны в органах и тканях быстро разрушаются, поэтому для длительного действия гормонов необходимо постоянное выделение их в кровь, в тканевую жидкость.
Механизм действия гормонов
Все гормоны, выделяемые эндокринными железами, обладают большой биологической активностью и специфичностью. Каждый гормон действует на определенные клетки, ткани, органы, на происходящие в них физиологические процессы. Большинство гормонов усиливает синтез белка и отдельных белков-ферментов. Некоторые гормоны, проникая в клеточное ядро, вступают в связь с хроматином (комплекс белка и ДНК), т. е. генетическим материалом, и регулируют наследственность и полноту проявлений наследственной информации.
Железы внутренней секреции совместно с нервной системой обеспечивают приспособительные реакции организма в условиях напряжения (стресса), вызванного неожиданным и усиленным воздействием внешней среды (травмы и психотравмы, инфекции, изменение температурной среды и др.).
Канадский исследователь Г. Селье создал учение о стрессе (напряжении). При стрессе возникает ряд приспособительных изменений, получивших название общий адаптационный синдром, направленных на сохранение жизни организма. В общем адаптационном синдроме принимают участие гипофиз и кора надпочечников.
Различают три стадии адаптационного синдрома:
1-я стадия – реакция тревоги – сопровождается усиленным выделением глюкокортикоидов и адренокортикотропного гормона (АКТГ) в кровь, что способствует приспособлению организма к внешней среде;
2-я стадия – резистентность, т. е. устойчивость организма к действиям раздражителя, характеризуется увеличением массы передней доли гипофиза (гипертрофия) и надпочечников, повышенной секрецией АКТГ и глюкокортикоидов, что способствует развитию устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям;
3-я стадия – истощения – характеризуется тем, что железа уже не может выделять достаточное количество защитных гормонов. Это нарушает процесс приспособления, и состояние организма нарушается, может наступить смерть. Г. Селье назвал АКТГ и глюкокортикоиды гормонами адаптации.
Вовлечение гипофиза и коры надпочечников в стрессовую реакцию происходит посредством повышения функциональной активности гипоталамуса рефлекторным путем. К гипоталамусу устремляется поток экстеро– и интерорецепторов, на которые воздействует стрессовая обстановка. Происходит возбуждение симпатического отдела вегетативной нервной системы, получающего импульсы из коры головного мозга (психический стресс).
Благодаря согласованной деятельности всех частей организм представляет единое целое, может поддерживать свое существование и приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды. Согласованность функций организма обеспечивается непрерывной работой сложной системы управления его внутренней жизнью и внешним поведением. В организации срочных реакций организма на раздражение наиболее быстро и точно включается нервная система управления, достигая наибольшего развития у человека. В процессе эволюции в организме человека образовалась особая система органов, специализирующихся на выработке очень активных химических веществ, регулирующих жизненные процессы. К ним относятся гормоны и другие биологически активные вещества. Все гормоны и химические регуляторы попадают в кровь и разносятся по всему организму, в частности влияют на нервную систему, которая регулирует деятельностью всего организма. Влияние нервной системы осуществляется непосредственно нажелезы внутренней секреции и через кровь, куда поступают гормоны и химически активные вещества, так называемый нейро-гуморальный путь регуляции деятельностью организма.
Влияние гормонов на рост и развитие организма
Гормоны, выделяемые эндокринными железами, оказывают большое влияние на рост и развитие ребенка, начиная с ранних периодов эмбрионального развития. На формирование плода оказывают влияние вилочковая железа, шишковидная железа, эпифиз, инсулярный аппарат поджелудочной железы, корковая зона надпочечников (см. рис. 34). После рождения ребенка в возрасте от 1 до 6 лет наибольшее значение играют гормоны щитовидной железы, вилочковой железы (тимуса), эпифиза. К концу этого периода включаются отделы передней доли гипофиза, гормоны которой обеспечивают линейный рост детей вплоть до периода полового созревания. В пубертатном периоде устанавливается деятельность половых желез, происходят сложные нейрогуморальные сдвиги: снижается тормозное влияние эпифиза на гипоталамус, усиливается секреция гонадотропных гормонов гипофиза, в коре надпочечников начинают усиленно вырабатываться андрогены, обусловливающие появление вторичных половых признаков.
9.3. Гипофиз
Гипофиз является важнейшей железой внутренней секреции, поддерживающей непосредственную связь с нервной системой (нейроэндокринная система), располагается в ямке турецкого седла на основании мозга. Масса гипофиза 0,5–0,7 г.
В гипофизе выделяют две доли, имеющие различное происхождение и значение. Передняя доля гипофиза (аденогипофиз) развивается из эктодермы – эпителия ротовой бухты. Она крупнее других долей и состоит из трех частей: дистальной, бугорной и промежуточной. Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) развивается из выроста нижней поверхности второго мозгового пузыря – будущего промежуточного мозга. У задней доли различают нервную часть, расположенную позади промежуточной части аденогипофиза, и воронку, соединяющую нервную часть с гипоталамусом промежуточного мозга.
Передняя доля гипофиза, ее дистальная (главная) часть, образована эпителиальными железистыми клетками (аденоцитами), которые формируют тяжи (перекладины), между которыми располагаются кровеносные сосуды. В железистой ткани различают несколько видов клеток: (1) одни из них (аденоциты) выделяют гормон роста; (2) другие – пролактин, имеющий отношение к функции молочной железы; (3) часть клеток выделяет гонадотропный гормон – фаллотропин (лютропин), тесно связанный с образованием желтого тела в половых клетках; (4) другие клетки продуцируют тиротропин, оказывающий влияние на состояние щитовидной железы; (5) кортикотропные эндокриноциты аденогипофиза выделяют аденокортикотропный гормон – (АКТГ), или кортикотропин.
Промежуточная часть располагается между передней и задней частями гипофиза, представляет собой узкую полоску железистого вещества, эндокриноциты которого синтезируют меланоцитотропин, влияющий наобмен пигмента меланина, а также гормон липотропин, стимулирующий жировой обмен.
Задняя доля гипофиза не синтезирует собственных гормонов, а осуществляет выделение в кровь биологически активных веществ, образующихся в нейросекреторных ядрах гипоталамуса и поступающих в гипофиз по нервным волокнам гипоталамо-гипофизарного тракта (двухсторонняя связь между гипофизом и гипоталамусом). Гормоны окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон) вырабатываются нейросекреторными клетками супраоптического (надглазничного) и паравентрикулярного (околоядерного) ядер гипоталамуса. Эти гормоны по длинным волокнам поступают из гипоталамуса в гипофиз, где накапливаются и поступают в кровь. Вазопрессин, или антидиуретический гормон (АДГ), способствуют реабсорбции воды из первичной мочи в канальцах нефронов почек. При недостатке вазопрессина в связи с нарушением нейросекреторной функции ядер гипоталамуса или снижением функции задней доли гипофиза из организма выводится очень большое количество не содержащей сахара мочи и возникает очень сильная жажда. Это состояние называется несахарным мочеизнурением (несахарный диабет). Окситоцин стимулирует сокращение миометрия (гладкой мускулатуры матки) в период родов.
