Физиология эндокринной системы

Эндокринология (наука о железах внутренней секреции, вырабатываемых ими гормонах и их действии в организме на эффекторные органы) — одна из наиболее интенсивно развивающихся отраслей биологии. Железами внутренней секреции, или эндокринными органами, называют железы или группы клеток, которые способны вырабатывать специфические физиологически активные вещества — гормоны, обеспечивающие регуляцию различных функций организма. Термин «гормон» введен Э. Старлингом в 1905 г., 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 влияющее на функции организма вне места своего образования в очень малых концентрациях. Гормоны разносятся кровью или циркулирующими жидкостями по всему организму и оказывают влияние на чувствительные к ним органы и ткани, обеспечивают регуляции функций организма как единого целого. Эндокринные железы в отличие от желез внешней секреции не имеют выводных протоков, ведущих на поверхность тела или в пищеварительный канал, в просвет выделительных или половых органов, а выделяют вещества непосредственно в кровь. Кроме того, в систему эндокринных взаимоотношений не входят процессы синтеза, выделения и действия физиологически активных веществ, вырабатываемых при каждом нервном импульсе и обеспечивающих передачу возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на определенный эффектор (мышцу, железу и т. п.). Эти медиаторы нервного возбуждения, вырабатываемые в небольших количествах, действуют вблизи места образования или выделения и быстро подавляются за счет функционирования специфических ферментов. Однако часть нервных клеток, способных к возбуждению и генерации потенциала действия, могут вырабатывать специфические физиологически активные вещества, поступающие в кровеносное русло, т. е. обладают нейросекрецией. В большинстве случаев терминали аксонов нейросекреторных клеток прилегают к кровеносным сосудам или синусам и служат для накопления или окончательной доработки нейросекрета. Возможно, процесс освобождения нейросекрета из окончаний нейросекреторного нейрона регулируется импульсами, проходящими по аксону, которые, изменяя состояние мембраны, способствуют выходу нейросекрета и поступлению его в кровь. Не исключается, однако, и наличие специальных эфферентных нервных волокон, ответственных за процессы регуляции поступления нейросекретов в кровоток. Таким образом, поскольку нейросекреторные вещества поступают в кровь и оказывают дистантное действие, их также называют гормонами.

Эндокринные железы в ходе эмбрионального развития образуются:

из эктодермы (аденогипофиз) либо из одного зачатка с нервной системой (мозговое вещество надпочечников);

энтодермы (щитовидные и паращитовидные железы, островковая ткань поджелудочной железы);

мезодермы (кора надпочечников, гормонпродуцирующие ткани репродуктивных органов).

Нейроэндокринные (нейросекреторные) органы возникают в онтогенезе в тесной связи с нервной системой и служат для синтеза, накопления и выброса в кровь специфических продуктов, причем в специализированных образованиях — нейрогемальных органах. Кроме окончаний аксонов нейросекреторных клеток имеются соединительнотканные и эпителиальные образования, обеспечивающие оптимальные условия для их функционирования.

Химическая природа гормонов. Г ормоны — собирательный термин, объединяющий органические физиологически активные вещества различной химической природы. Все гормоны млекопитающих животных можно подразделить на три обширные группы:

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

стероидные (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 гормоны имеют ряд общих признаков или свойств.

Специфичность. Функции одного гормона строго определены и не могут замещаться другими соединениями. Кроме того, гормоны, как правило, вырабатывают специализированные органы, тогда как не относящиеся к гормонам физиологически активные вещества (ацетилхолин, серотонин, гистамин и т. п.) способны образовываться в различных тканях организма. Исключение составляют местные локальные тканевые гормоны, способные образовываться в ходе функционирования различных тканей организма и не терять при этом основного свойства — дистантности действия.

Высокая биологическая активность. Гормоны синтезируются эндокринными железами и оказывают действие на органы-мишени в очень малых физиологических концентрациях (10^-6…10^-21 М).

Дистантность действия. Гормоны выделяются из специализированных клеток в кровь и переносятся к клеткам какой-либо другой области тела. Попав в кровь, большинство гормонов быстро соединяются с определенными белками плазмы и циркулируют в кровяном русле в «связанном» виде. В свободной форме находится 2. Л0% гормонов от их общего количества' в крови. В связанном состоянии гормоны находятся в неактивной форме, что предохраняет их от разрушения, а ткани — от чрезмерного воздействия. Так, тироксин соединяется с альбумином плазмы крови или со специфическим транспортным белком. Стероидные половые гормоны и гормоны коры надпочечника связываются с [3-липопротеидом плазмы. Кроме того, женские половые гормоны (эстрогены) связываются в крови с альбумином, а- и Р-глобулинами, гормон желтого тела прогестерон — с альбумином, гидрокортизон — со специфичным белком под названием транскортин. В тканях органов-мишеней гормоны отщепляются от связанного с ними белка и подвергаются дальнейшим превращениям. Если усиливается секреция гормонов, то увеличивается и образование транспортного гормон-белкового комплекса. При уменьшении же продукции гормона в железе усиливается диссоциация комплекса, что временно обеспечивает регуляцию активности гормона.

Высокая проницаемость. Обусловлена сравнительно небольшими размерами молекул гормонов, что позволяет им достаточно легко пересекать эндотелий капилляров как в пределах эндокринного органа, так и в тканях-мишенях. Кроме этого в большинстве случаев кровеносные сосуды в пределах эндокринных органов имеют специализированные структуры — фенестры, облегчающие переход физиологически активных веществ в кровеносное русло и в межклеточное пространство.

Быстрая обновляемое ть. Обусловлена тем, что гормоны быстро разрушаются в тканях в ходе метаболизма или специализированными ферментами. Поэтому для поддержания эффективных концентраций требуется постоянная их секреция и поступление в кровеносное русло.

Отсутствие видовой специфичности. Характерно для большинства гормонов и позволяет использовать гормональные препараты из эндокринных органов животных в терапии эндокринных заболеваний у человека и животных других видов. Следует учитывать, что гормоны белковой природы — соматотропный гормон и инсулин — обладают иммуногенной активностью — действуя как антиген, вызывают образование антител, поэтому при регулярном введении необходимо увеличивать эффективную дозу гормонального препарата.