Железы внутренней секреции (эндокринные, инкреторные) - общее название желез, продуцирующих активные вещества (гормоны) и выделяющие их непосредственно во внутреннюю среду организма. Свое название железы внутренней секреции получили из-за неимения выводных протоков, поэтому образуемые ими гормоны выделяются непосредственно в кровь. К железам внутренней секреции относятся гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники.
Кроме этого существуют железы, одновременно осуществляющие выделение веществ во внутреннуюю среду организма (кровь) и в полости организма (кишечник) или наружу, т.е. осуществляющие эндокринную и экзокринную функции. К таким железам, одновременно осуществляющим как внешнесекреторную, так и внутрисекреторную функции, относится поджелудочная железа (гормоны и поджелудочный сок, участвующий в пищеварении), половые железы (гормоны и репродуктивный материал - сперматозоид и яйцеклетка). Однако по установившейся традиции эти смешанные железы также относят к железам внутренней секреции, в совокупности объединенным в эндокринную систему организма. К железам смешанной секреции также относят вилочковую железу и плаценту, сочетающих выработку гормонов с неэндокринными функциями.
При помощи гормонов, вырабатываемых железами внутренней секреции, в организме осуществляется гуморальная (через жидкие среды организма - кровь, лимфу) регуляция физиологических функций, а так как все железы внутренней секреции иннервируются нервами и их деятельность находится под контролем центральной нервной системы, то гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции, вместе с которой она составляет единую систему нейрогуморальной регуляции.
Гормоны - это высокоактивные вещества. Ничтожные их количества оказывают мощное воздействие на деятельность определенных органов и их систем. Особенность гормонов - специфическое влияние на строго определенный тип обменных процессов или на определенную группу клеток.
В ряде случаев одна и та же клетка может подвергаться действию многих гормонов, поэтому конечный биологический результат будет зависеть не от одного, а от многих гормональных влияний. С другой стороны гормоны могут влиять на какой-либо физиологический процесс прямо противоположно друг другу. Так, если инсулин снижает уровень сахара в крови, то адреналин повышает этот уровень. Биологические эффекты некоторых гормонов, в частности кортикостероидных, заключаются в том, что они создают условия для проявления действия другого гормона.
По химическому строению гормоны делятся на три большие группы:
- белки и пептиды - инсулин, гормоны передней доли гипофиза
- производные аминокислот - гормон щитовидной железы - тироксин и гормон мозгового вещества надпочечников - адреналин
- жироподобные вещества - стероиды - гормоны половых желез и коры надпочечников
Гормоны могут изменять интенсивность обмена веществ, влияют на рост и дифференцировку тканей, определяют наступление полового созревания. Влияние гормонов на клетки осуществляется разными путями. Некоторые из них действуют на клетки, связываясь с белками-рецепторами на их поверхности, другие проникают в клетку и активируют определенные гены. Синтез информационной РНК и следующий за этим синтез ферментов изменяют интенсивность или направленность обменных процессов.
Таким образом, эндокринная регуляция жизнедеятельности организма является комплексной и строго сбалансированной. Изменения физиологических и биохимических реакций под действием гормонов способствуют приспособлению организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды.
Все железы внутренней секреции взаимосвязаны между собой: гормоны вырабатываемые одними железами, оказывают влияние на деятельность других желез, что обеспечивает единую систему координации между ними, которая осуществляется по принципу обратной связи.
Главенствующая роль в этой системе принадлежит гипоталамусу, рилизинг-гормоны которого стимулируют деятельность главной железы внутренней секреции - гипофиза. Гормоны гипофиза в свою очередь регулируют деятельность других желез внутренней секреции.
Центральные регуляторные образования эндокринной системы
Гипоталамус - область промежуточного мозга, по своей анатомической сути не является железой внутренней секреции. Он представлен нервными клетками (нейронами) - гипоталамическими ядрами, которые синтезируют и секретируют гормоны непосредственно в кровеносное русло гипоталамо-гипофизарно-портальной системы.
Установлено, что гипоталамус является ведущим образованием в регуляции функции гипофиза при помощи гипофизотропных гормонов, получивших название рилизинг-гормоны. Рилизинг-гормоны синтезируются и секретируются нейронами гипоталамуса. Кроме этого установлено, что гормоны вазопрессин и окситоцин, ранее считавшиеся продуктами гипофиза, на самом деле синтезируются в нейронах гипоталамуса и секретируются ими в нейрогипофиз (задняя доля гипофиза), из которого они в дальнейшем секретируются в кровь в необходимые периоды жизни организма.
Существует представление о двойном механизме гипоталамической регуляции тропных функций гипофиза - стимулирующем и блокирующем. Однако до настоящего времени не удалось показать наличие нейрогормона, ингибирующего, например, секрецию гонадотропинов. Однако есть данные, свидетельствующие о ингибирующем действии мелатонина (гормона эпифиза), дофамина и серотонина на синтез в гипофизе гонадотропных гормонов ФСГ и ЛГ.
Яркой иллюстрацией двойного механизма гипоталамической регуляции тропных функций служит контроль секреции пролактина. Выделить и установить химическую структуру пролактин рилизинг-гормона не удалось. Основная роль в регуляции выделения пролактина принадлежит дофаминергическим структурам тубероинфундибулярной области гипоталамуса (туберогипофизарная дофаминовая система). Известно, что секрецию пролактина стимулирует тиролиберин, основная функция которого заключается в активации продукции тиреотропного гормона (ТТГ). Ингибитором секреции пролактина служит дофамин - катехоламин, предшественник синтеза адреналина и норадреналина.
Дофамин тормозит выделение пролактина из лактотрофов гипофиза. Антогонисты дофамина - резерпин, аминазин, метилдофа и другие вещества этой группы, истощают запасы дофамина в церебральных структурах, вызывают усиление выделения пролактина. Способность дофамина подавлять секрецию пролактина широко используется в клинике. Агонист дофамина бромкриптин (парлодел, карбеголин, достинекс) успешно применяется для лечения функциональной гиперпролактинемии и пролактинсекретирующей аденомы гипофиза.
Следует заметить, что дофамин не только регулирует секрецию пролактина, но и является одним из нейромедиаторов центральной нервной системы.
Эпифиз (шишковидное тело)
Шишковидное тело, или верхний мозговой придаток, у млекопитающих представляет собой паренхиматозный орган, исходящий из каудальной части крыши промежуточного мозга, не контактирующий с III желудочком, но соединенный с промежуточным мозгом ножкой, длина которой варьирует. У человека ножка тела эпифиза короткая, располагается непосредственно над крышей cреднего мозга.
Шишковидное тело включает три основных клеточных компонента: пинеалоциты, глию и нервные окончания, которые расположены преимущественно в околососудистом пространстве вблизи отростков пинеалоцитов.
Интенсивное изучение нервной регуляции функции шишковидного тела показало, что основными регуляторными стимулами являются. Световая информация передается в супрахиазматическое ядро по ретиногипоталамическому тракту. От супрахиазматического ядра идут аксоны к нейронам паравентрикулярного ядра, а от последнего - к верхней грудной интермедиолатеральной клеточной цепочке, которая иннервирует верхний шейный ганглий. Таков предположительный путь регуляции функций шишковидного тела. Считается, что ретиногипоталамический путь запускает механизм генерации ритма, который действует на остальной путь.
Мнения о роли шишковидного тела у человека противоречивы. Бесспорно лишь то, что оно не является рудиментарным органом, иногда дающим начало опухолям. Считается, что шишковидное тело проявляет метаболическую активность в течение большого периода жизни и секретирует мелатонин в соответствии с суточным ритмом; кроме того эпифиз выделяет и другие вещества, оказывающие антигонадотропное, антитиреоидное и антистероидное действие.
Мелатонин тормозит образование тиротропин-рилизинг-гормона, тиротропного гормона (ТТГ), гонадотропных гормонов (ЛГ, ФСГ), окситоцина, тиреоидных гормонов, тирокальцитонина, инсулина, а также синтез простагландинов; снижает сексуальную возбудимость и осветляет кожу путем воздействия на меланофоры.
Гипофиз
Гипофиз, или нижний мозговой придаток, расположенный в средней части основания мозга, в углублении турецкого седла и соединяющийся ножкой с мозговым веществом (с гипоталамусом). Представляет собой железу массой 0,5 г. В нем выделяют два основных отдела: переднюю долю – аденогипофиз и заднюю – нейрогипофиз.
Аденогипофиз синтезирует и секретирует следующие гормоны:
- Гонадотропные гормоны - гонадотропины (гонады - половые железы, "тропос" - место)
- фолликулостимулирующий гормон (ФСГ)
- лютеинизирующий гормон (ЛГ)
Гонадотропины стимулируют деятельность мужских и женских половых желез и выработку ими гормонов.
- Адренокортикотропный гормон (АКТГ) - кортикотропин - регулирует деятельность коры надпочечников и выработку ею гормонов
- Тиреотропный гормон (ТТГ) - тиреотропин - регулирует функцию щитовидной железы и выработку ею гормонов
- Соматотропный гормон (СТГ) - соматотропин - стимулирует рост организма.
Избыточная продукция гормона роста у ребенка может привести к гигантизму: рост таких людей в 1,5 раза превышает рост нормального человека и может достичь 2,5 м. Если выработка гормона роста возрастает у взрослого человека, когда рост и формирование организма уже закончено, то развивается заболевание акрогемалия, при котором увеличиваются размеры рук, ног, лица. Одновременно растут и мягкие ткани: утолщаются губы и щеки, язык становится настолько большим, что не помещается во рту.
При его недостаточной выработке в раннем возрасте рост ребенка тормозится и развивается заболевание гипофизарная карликовость (рост взрослого человека не превышает 130 см). Гипофизарный карлик отличается от карлика-кретина (при заболевании щитовидной железы) правильными пропорциями тела и нормальным умственным развитием.
- Пролактин - регулятор фертильности и лактации у женщин
Нейрогипофиз накапливает синтезируемые в нервных ядрах гипоталамуса гормоны
- Вазопрессин - контролирует обратное всасывание воды в почечных канальцах на определенном уровне и является одним из факторов, определяющих постоянство водно-солевого обмена в организме. Вазопрессин уменьшает мочевыделение, а также суживает кровеносные сосуды, что обусловливает повышение кровяного давления.
Понижение функции задней доли гипофиза вызывает несахарное мочеизнурение, при этом больной выделяет до 15 л мочи в сутки. Такая большая потеря воды требует ее восполнения, поэтому больные страдают от жажды и выпивают большое количество воды.
- Окситоцин - вызывает сокращение гладких мышц матки, кишечника, желчного и мочевого пузыря.
Периферические эндокринные железы
Щитовидная железа
располагается на передней стороне шеи, поверх щитовидного хряща. Ее масса составляет 16-23 г. Щитовидная железа продуцирует гормоны, в состав которых входит йод:
- Тироксин (Т4) - основной гормон щитовидной железы - участвует в регуляции энергетического обмена, синтеза белка, роста и развития. Увеличение выделения этого гормона наблюдается при базедовой болезни, когда повышается температура тела, человек худеет, несмотря на то что потребляет большое количество пищи. У него повышается артериальное давление, появляются тахикардия (учащение частоты сердечных сокращений), мышечная дрожь, слабость, усиливается нервная возбудимость. Щитовидная железа при этом может увеличиваться в объеме и выступать на шее в виде зоба.
При недостаточной деятельности щитовидной железы возникает микседема (слизистый отек) - заболевание, которое характеризуется понижением обмена веществ, падением температуры тела, замедлением пульса, вялостью движений. Масса тела увеличивается, кожа становится сухой, отечной. Причиной этого заболевания может быть или недостаточная активность самой железы, или недостаток в пище йода. В последнем случае йодная недостаточность компенсируется путем увеличения самой железы, вследствие чего развивается зоб.
Если недостаточность функции железы проявляется в детском возрасте, то развивается болезнь - кретинизм. Дети, страдающие этим заболеванием, слабоумны, у них задерживается физическое развитие.
Удаление щитовидной железы в молодом возрасте вызывает задержку роста млекопитающих. Животные остаются карликами, у них замедляется дифференцировка почти всех органов.
- Трийодтиронин (Т3) - щитовидной железой секретируется не более 20%. Остальная часть Т3 образуется путем дейодирования Т4 вне щитовидной железы. Этот процесс обеспечивает почти 80% Т3 образующегося за сутки. Внетиреоидное образование Т3 из Т4 происходит в тканях печени и почек.
- Кальцитонин (не содержит йод) - вырабатывается парафолликулярными клетками щитовидной железы. Под влиянием кальцитонина тормозится активность остеокластов в кости, что сопровождается уменьшением резорбции костей и снижением содержания кальция и фосфора в крови. Кроме того, кальцитонин увеличивает экскрецию почками кальция, фосфатов, хлоридов.
Для нормальной работы щитовидной железы необходимо регулярное поступление йода в организм. В местностях, где почва и вода содержат мало йода, у людей и животных нередко наблюдается увеличение щитовидной железы - эндемический зоб. Этот зоб является компенсаторным приспособлением организма к недостатку иода. Благодаря увеличению объема железистой ткани щитовидная железа способна вырабатывать достаточное количество гормона, несмотря на пониженное поступление иода в организм. При этом она может увеличиваться до больших размеров и достигать массы 1 кг и более. Нередко обладатель такого зоба чувствует себя совершенно здоровым, так как эндемический зоб не сопровождается изменением функции щитовидной железы. В целях профилактики эндемического зоба в местностях, где мало йода в окружающей среде, к поваренной соли добавляется йодистый калий.
Паращитовидные железы
Паращитовидные (околощитовидные) железы (ОЩЖ) представляют собой округлой или овальной формы тельца, расположенные на задней поверхности долей щитовидной железы. Их количество непостоянно и может изменяться от 2 до 7-8. Нормальные паратироидные железы имеют размер 1 х 3 х 5 мм и весят от 35 до 40 мг. После 20-летнего возраста масса ОЩЖ не изменяется, у женщин она несколько больше, чем у мужчин.
ОЩЖ вырабатывают паратгормон, который регулирует обмен кальция и фосфора в организме. Этот гормон обусловливает всасывание кальция в кишечнике, высвобождение его из костей и обратное всасывание из первичной мочи в почечных канальцах.
Падение содержания кальция в крови приводит к усилению секреции паращитовидных желез, что способствует выделению в кровь кальция из костей. Заболевание сопровождается мышечной слабостью, кальций в виде камней откладывается в почках, мочевыводящих путях и других органах.
Удаление или поражение паращитовидных желез ведет к спазмам мышц, судорогам, повышается возбудимость нервной системы. Такое состояние носит название тетании. Объясняется оно снижением концентрации кальция в крови. Возможна гибель от удушья вследствие судорог дыхательных мышц.
Вилочковая железа
Вилочковая железа, или тимус относится к числу смешанных желез. Ее внутрисекреторная функция заключается в выработке гормона - тимозина, модулирующего иммунные и ростовые процессы. Внешнесекреторная функция обеспечивает образование лимфоцитов, осуществляющих реакции клеточного иммунитета и регулирующих функции других лимфоцитов, вырабатывающих антитела.
Вилочковая железа располагается загрудинно, в верхнем отделе средостения.
Поджелудочная железа
Поджелудочная железа также относится к числу смешанных желез. Она расположена в брюшной полости, лежит на уровне тел 1-2 поясничных позвонков позади желудка, от которого отделяется сальниковой сумкой. Поджелудочная железа взрослого человека в среднем весит 80-100 г. Ее длина составляет 14-18 см, ширина - 3-9 см, толщина - 2-3 см. Железа имеет тонкую соединительнотканную капсулу и снаружи покрыта брюшиной. В железе выделяют головку, тело и хвост.
Внешнесекреторная функция поджелудочной железы заключается в секреции поджелудочного сока, который по выводным протокам попадает в двенадцатиперстную кишку и принимает участие в процессах расщепления питательных веществ.
Внутрисекреторную функцию выполняют особые клетки, расположенные островками (скоплениями), не связанными с выводными протоками. Эти клетки получили название панкреатических островков (островки Лангерганса). Величина островков составляет 0,1-0,3 мм, а общий вес - не превышает 1/100 массы железы. Больше всего островков расположено в хвосте поджелудочной железы. Островки пронизаны кровеносными капиллярами, эндотелий которых имеет фенестры, облегчающие поступление гормонов из островковых клеток в кровь через перикапиллярное пространство. В островковом эпителии выделяют 5 типов клеток:
- А-клетки (альфа-клетки, ацидофильные инсулоциты) - вырабатывают глюкагон при помощи которого происходит процесс превращения гликогена в глюкозу. Секреция этого гормона приводит к повышению уровня глюкозы в крови.
- В-клетки (бета-клетки) - секретируют инсулин, регулирующий уровень глюкозы в крови. Инсулин превращает избыток глюкозы в крови в животный крахмал гликоген и понижает уровень сахара в крови. Под влиянием инсулина усиливается поглощение глюкозы периферическими тканями, а гликоген депонируется в печени и мышцах.
Удаление или поражение железы вызывает сахарный диабет. Недостаток или отсутствие инсулина приводит к резкому повышению сахара в крови и прекращению его превращения в гликоген. Избыток сахара в крови обусловливает его выделение с мочой. Расстройство углеводного обмена приводит к нарушению обмена белков и жиров, в крови накапливаются продукты неполного окисления жиров. При осложнениях заболевание может вызвать гипергликемическую (диабетическую) кому, при которой возникает расстройство дыхания, ослабление сердечной деятельности, потеря сознания. Первая помощь состоит в срочном введении инсулина.
Повышение секреции инсулина ведет к увеличению потребления глюкозы клетками тканей и отложению в печени и мышцах гликогена, снижению концентрации глюкозы в крови с развитием гипогликемической комы.
- Д-клетки (дельта-клетки) - вырабатывают соматостатин
- Д1-клетки (Д1-аргирофильные клетки) встречаются в островках в небольшом количестве, имеют в цитоплазме плотные гранулы, содержащие вазоактивный интестинальный полипептид
- РР-клетки - вырабатывают панкреатический полипептид
В клинической практике наибольшее значение гормоны, продуцируемые альфа и бета-клетками поджелудочной железы.
Надпочечники
Надпочечники представляют собой парный эндокринный орган, распологающийся в забрюшинном пространстве над верхними полюсами почек на уровне ТhXI - LI позвонков. Масса надпочечников взрослого человека в среднем составляет 5-8 г и, как правило, не зависит от пола и массы тела. Развитие и функцию коры надпочечников регулирует адренокортикотропный гормон гипофиза.
Надпочечники состоят из двух слоев, представленных соответственно корковым и мозговым веществом. В коре надпочечников выделяют клубочковую, пучковую и сетчатую зоны.
Надпочечники вырабатывают несколько гормонов:
- Гормоны мозгового слоя надпочечников - катехоламины: адреналин, норадреналин, дофамин, а также другие пептиды, в частности адреномедуллин.
Большое количество адреналина выделяется при сильных эмоциях - гневе, испуге, боли, напряженной мышечной или умственной работе. Увеличение количества поступающего в кровь адреналина вызывает учащенное сердцебиение, сужение кровеносных сосудов (однако сосуды мозга, сердца и почек расширяются) и повышение кровяного давления. Адреналин усиливает обмен веществ, особенно углеводов, ускоряет превращение гликогена печени и мышц в глюкозу. Под влиянием адреналина расслабляется мускулатура бронхов, угнетается перистальтика кишечника, повышается возбудимость рецепторов сетчатки, слухового и вестибулярного аппарата. Усиление образования адреналина может вызвать экстренную перестройку функций организма при действии чрезвычайных раздражителей.
Кроме того, катехоламины регулируют распад жиров (липолиз) и белков (протеолиз), когда источник энергии, мобилизованный из запасов углеводов, истощается. Под влиянием катехоламинов стимулируются процессы глкюконеогенеза в печени, где для образования глюкозы используют лактат, глицерин и аланин.
Наряду с непосредственным влиянием на обмен веществ катехоламины оказывают опосредованное действие через секрецию других гормонов (СТГ, инсулин, глюкагон, ренин-ангиотензиновая система и др.).
Адреномедуллин - принимает участие в регуляции гормонального, электролитного и водного баланса в организме, снижает артериальное давление, увеличивает частоту сердечных сокращений, расслабляет гладкую мускулатуру. Его содержание в плазме крови изменяется при различных патологических состояниях.
- Гормоны коркового слоя надпочечников
- гормоны клубочковой зоны - минералокортикоиды: альдостерон - регулирует солевой обмен (Nа+, К+) в организме. Избыток обусловливает повышение артериального давления (артериальную гипертензию) и снижение калия (гипокалиемию), недостаток - гиперкалиемию, которые могут оказаться несовместимыми с жизнью.
- гормоны пучковой зоны - глюкокортикоиды: кортикостерон, кортизол - регулируют углеводный и белковый обмен; угнетают выработку антител, обладают противовоспалительным действием, в связи с чем их синтетические производные широко применяются в медицине. Глюкокортикоиды поддерживают определенную концентрацию глюкозы в крови, увеличивают образование и отложение гликогена в печени и мышцах. Избыток или недостаток глюкокортикоидов сопровождается угрожающими жизни сдвигами.
- гормоны сетчатой зоны - половые гормоны: дегироэпиандростерон (ДГЭА), дегироэпиандростерон-сульфат (ДГЭА-с), андростендион, тестостерон, эстрадиол
При недостаточности функции коры надпочечников и снижении выработки гормонов развивается бронзовая, или аддисонова, болезнь. Ее характерные признаки - бронзовый оттенок кожи, мышечная слабость, повышенная утомляемость, восприимчивость к инфекции.
