Гипофиз. 
Возрастная анатомия и физиология в 2 т. Т.1 организм человека, его регуляторные и интегративные системы

Несмотря на очень малые размеры, гипофиз занимает среди желез внутренней секреции особое место. Под его прямым контролем находятся щитовидная железа, половые железы, кора надпочечников. Кроме того, вместе с гипоталамусом гипофиз образует гипоталамо-гипофизарную систему, обеспечивая нейроэндокринную регуляцию организма. Гипофиз (рис. 3.19) располагается в полости черепа в углублении турецкого седла в основании черепа, по диаметру которого судят о величине гипофиза. У взрослых она соответствует размерам небольшого боба массой 500—800 мг. Гипофиз структурно и функционально связан с гипоталамусом — подбугорной областью промежуточного мозга.

В гипофизе различают переднюю, среднюю и заднюю доли. Первые две доли называют аденогипофизом, заднюю, состоящую из окончаний аксонов нервных клеток гипоталамуса и нейроглии, — нейрогипофизом. К передней доле относят также ножку гипофиза, которая соединяет его с мозгом. В ней проходят кровеносные сосуды и симпатические волокна, отходящие от верхнего шейного узла (см. гл. 4).

Гипофиз имеет эктодермальное происхождение. Передняя и средняя (промежуточная) доли формируются из эпителия ротовой полости, нейрогипофиз (задняя доля) — из промежуточного мозга. У детей передняя и средняя доли разделены щелью, со временем она зарастает и обе доли тесно прилегают друг к другу. Эндокринные клетки передней доли.

Рис. 3.19. Строение (а) и расположение (б) гипофиза.

гипофиза дифференцируются в эмбриональном периоде, и на седьмой —девятой неделе они уже способны к синтезу гормонов.

Масса гипофиза новорожденных детей составляет 100— 150 мг, а размер 2,5—3 мм. С двух лет, особенно на четвертомпятом году жизни гипофиз увеличивается, затем до 11 лет его рост замедляется, а с 11 — вновь ускоряется. К периоду полового созревания масса гипофиза в среднем составляет 200—350 мг, к 18—20 годам — 500—650 мг (рис. 3.20). Диаметр гипофиза к совершеннолетию достигает 10—15 мм.

Клетки передней доли гипофиза синтезируют гормоны, контролирующие функцию периферических эндокринных желез: тиреотропный (ТТГ), гонадотропные, адренокортикотропный (АКТГ), а также соматотропный гормон (СТГ — гормон роста) и пролактин. Функциональная активность аденогипофиза полностью регулируется гипоталамическими нейрогормонами.

Соматотропный гормон (соматотропин, гормон роста, СТГ) определяет ростовые процессы в организме. Его образование регулируется гипоталамическим СТГ-рилизинг-фактором. На этот процесс влияют также гормоны надпочечников, поджелудочной и щитовидной желез. К факторам, повышающим секрецию СТГ, относятся гипогликемия (понижение уровня глюкозы в крови), голодание, отдельные виды стресса, интенсивная физическая работа. Гормон выделяется также во время глубокого сна. Кроме того, гипофиз эпизодически секретирует большие количества СТГ в отсутствие стимуляции.

Биологический эффект СТГ опосредован соматомедином, образующимся в печени. Клеточные рецепторы СТГ встроены в мембраны клеток. Основная роль СТГ — стимуляция соматического роста. С его активностью связаны рост костной системы, увеличение размеров и массы органов и тканей, белковый, углеводный и жировой обмен. СТГ действует на.

Рис. 3.20. Изменения размеров гипофиза с возрастом:

а — у новорожденного; б — у ребенка 3,5 лет; в, г — у детей 6 и 14 лет многие железы внутренней секреции, почки, на функции иммунной системы.

Как стимулятор роста на уровне тканей СТГ ускоряет рост и деление хрящевых клеток, образование костной ткани, способствует формированию новых капилляров, стимулирует рост эпифизарных хрящей. Последующую замену хрящей костной ткапыо обеспечивают тиреоидные гормоны. Оба процесса ускоряются под влиянием андрогенов. СТГ стимулирует синтез РНК и белков, а также деление клеток. Имеются половые различия во влиянии СТГ на развитие мускулатуры, костной системы и жироотложение.

Избыточное количество СТГ нарушает углеводный обмен, снижая использование глюкозы периферическими тканями, и способствует развитию сахарного диабета. Как и другие гипофизарные гормоны, СТГ способствует быстрой мобилизации жира из депо и поступлению в кровь энергетического материала. Кроме того, может происходить задержка внеклеточной воды, калия и натрия, возможно нарушение обмена кальция. Избыток гормона в раннем возрасте приводит к гигантизму (рис. 3.21). При этом ускоряется рост костей скелета. Однако повышение секреции половых гормонов при достижении половой зрелости останавливает этот рост. Повышенная секреция СТГ у взрослых обусловливает рост оконечностей тела — ушей, носа, подбородка, зубов, пальцев и др. При этом могут образовываться костные наросты, увеличиваться размеры органов пищеварения (языка, желудка, кишечника). Такая патология называется акромегалией и часто сопровождается развитием диабета.

Дети с недостаточным выделением гормона роста развиваются в карликов (рис. 3.22). Задержка роста проявляется после двух лет, но интеллектуальное развитие при этом обычно не нарушается.

Гормон роста определяется уже в гипофизе девятинедельного плода. К концу внутриутробного периода количество СТГ в гипофизе увеличивается в 12 000 раз. В крови СТГ появляется на 12-й неделе внутриутробного развития, а у пяти — восьмимесячных плодов его примерно в 100 раз больше, чем у взрослого человека. Концентрация СТГ в крови детей продолжает оставаться высокой, хотя в течение первой недели после рождения она снижается более чем на 50%. К трем — пяти годам жизни уровень СТГ такой же, как у взрослых. У новорожденных СТГ участвует в иммунологической защите организма, влияя на лимфоциты.

Рис. 3.21. Гигантизм — результат гиперфункции гипофиза:

справа — девочка 11 лет, слева — девочка нормального роста.

Рис. 3.22. Карликовость — результат гипофункции гипофиза:

а — мальчик девяти лет (слева — здоровый мальчик того же возраста); б — 17-летняя девушка ростом 120 см, выглядит как девятилетняя девочка СТГ обеспечивает нормальное физическое развитие ребенка. В физиологических условиях у детей секреция гормона носит эпизодический характер, он секретируется три-четыре раза в течение дня. Причем во время глубокого ночного сна у детей гормон выделяется в больших количествах, чем у взрослых. В связи с этим становится очевидной необходимость полноценного сна для гармоничного развития детей. С возрастом секреция СТГ уменьшается.

Скорость роста в пренатальном периоде в несколько раз больше, чем в постнатальном, однако влияние па этот процесс эндокринных желез не имеет решающего значения. Полагают, что рост плода в основном находится под влиянием гормонов плаценты, факторов материнского организма и зависит от генетической программы развития. Прекращение роста наступает, вероятно, потому, что изменяется общая гормональная ситуация в связи с достижением половой зрелости: эстрогены снижают активность СТГ.

Тиреотропный гормон (ТТГ) регулирует активность щитовидной железы. Механизм влияния ТТГ на щитовидную железу до сих пор до конца не выяснен, но его введение увеличивает массу органа и повышает секрецию тиреоидных гормонов. Действие ТТГ на белковый, жировой, углеводный, минеральный и водный обмен осуществляется через тиреоидные гормоны (рис. 3.23). Клетки, продуцирующие ТТГ, появляются у восьминедельных эмбрионов. В течение всего внутриутробного периода абсолютное содержание ТТГ в гипофизе растет и у четырехмесячного плода оно в три — пять раз больше, чем у взрослых. Этот уровень сохраняется до рождения. На щитовидную железу плода ТТГ начинает влиять со второй трети беременности, однако зависимость функции щитовидной железы от ТТГ у плода выражена меньше, чем у взрослых. Связь гипоталамус — гипофиз устанавливается только на последних месяцах внутриутробного развития.

В первый год жизни ребенка концентрация ТТГ в гипофизе растет. Значительное увеличение синтеза и секреции наблюдается дважды: сразу после рождения и в период, предшествующий половому созреванию (пренубертатный). Первое увеличение секреции ТТГ связывают с адаптацией новорожденных к условиям существования, второе соответствует гормональной перестройке, включающей усиление функции половых желез. Максимум секреции гормона достигается в возрасте от 21 года до 30 лет, в возрасте 51 год — 85 лет она уменьшается вдвое.

Адрепокортикотропный гормон (АКТГ) действует на организм опосредованно, стимулируя секрецию гормонов надпочечников. Кроме того, АКТГ обладает прямой меланоцитостимулирующей и липолитической активностью, поэтому повышение или понижение секреции АКТГ у детей сопровождается сложными нарушениями функций многих органов и систем.

При усиленной секреции АКТГ (болезнь Иценко — Кушинга) наблюдаются задержка роста, ожирение (отложение жира преимущественно на туловище), лунообразное лицо, прежде;

Рис. 3.23. Действие тиреотропного гормона гипофиза

Рис. 3.24. Перерождение подкожной жировой клетчатки,.

ожирение и задержка роста при болезни Иценко — Кушинга у девочки 7 лет и мальчика 15 лет временный рост волос на лобке, остеопороз, гипертония, диабет, трофические нарушения кожи (полосы растяжения) (рис. 3.24). При недостаточной секреции АКТГ выявляются изменения, характерные для недостатка глюкокортикоидов.

Во внутриутробном периоде секреция АКТГ у зародыша начинается с девятой недели, а на седьмом месяце его содержание в гипофизе достигает высокого уровня. В этот период надпочечники плода реагируют на АКТГ — в них увеличивается скорость образования гидрокортизона и тестостерона. Во второй половине внутриутробного развития начинают действовать не только прямые, но и обратные связи между гипофизом и надпочечниками плода. У новорожденных функционируют все звенья системы гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников. С первых часов после рождения дети реагируют повышением содержания кортикостостероидов в моче на стрессовые раздражители, связанные с затяжными родами или оперативными вмешательствами. Эти реакции у детей выражены слабее, чем у взрослых, в связи с низкой чувствительностью гипоталамических структур к изменениям во внутренней и внешней среде организма. Усиление влияния ядер гипоталамуса па функцию аденогипофиза в условиях стресса сопровождается увеличением секреции АКТГ. В старости чувствительность ядер гипоталамуса уменьшается, с этим связана слабая выраженность адаптационного синдрома в пожилом возрасте.

К гонадотропным гормонам — гонадотропинам — относят ФСГ и ЛГ.

Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) в женском организме вызывает рост фолликулов яичников, способствует образованию в них эстрогенов (см. гл. 2). В мужском организме он влияет на сперматогенез в семенниках. Выделение ФСГ зависит от пола и возраста.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ) вызывает овуляцию, способствует образованию желтого тела в яичниках женского организма (см. гл. 2), а в мужском организме стимулирует рост семенных пузырьков п предстательной железы, а также выработку андрогенов в семенниках.

Клетки, вырабатывающие ФСТ и ЛГ, развиваются в гипофизе к восьмой неделе внутриутробного развития, тогда же в них появляется ЛГ, а на 10-й неделе — ФСГ. В крови зародыша гонадотропины появляются с трехмесячного возраста. В крови плодов женского пола, особенно в последней трети внутриутробного развития, их концентрация выше, чем у плодов мужского пола. Максимальная концентрация обоих гормонов приходится на период 4,5—6,5 месяцев пренатального периода развития.

Гонадотропные гормоны стимулируют эндокринную секрецию половых желез плода, но не контролируют их половую дифференцировку. Во второй половине внутриутробного периода формируется связь между гипоталамусом, гонадотропной функцией гипофиза и гормонами половых желез. Это происходит после дифференцировки пола плода под действием тестостерона.

У новорожденных концентрация ЛГ в крови очень высока, но в течение первой недели после рождения она снижается и до семи-восьмилетнего возраста ребенка остается низкой. В пубертатном периоде увеличивается секреция гонадотропинов, к 14 годам она возрастает в 2—2,5 раза. У девочек гонадотропные гормоны вызывают рост и развитие яичников, появляется цикличность секреции ФСГ и ЛГ, что является причиной цикличности функционирования женского организма. К 18 годам показатели ФСГ и Л Г достигают значений у взрослых.

Пролактин, или лютеотропный гормон (ЛТГ), стимулирует функцию желтого тела и способствует лактации — образованию и секреции молока. Регуляция образования гормона осуществляется пролактин-ингибирующим фактором гипоталамуса, эстрогенами и тиреотропин-рилизинг-гормоном (ТРГ) гипоталамуса. Повышение концентрации пролактина приводит к усилению выделения дофамина клетками гипоталамуса, который тормозит секрецию гормона. Этот механизм работает в период отсутствия лактации: избыток дофамина угнетает активность клеток, образующих пролактин.

Секреция пролактина начинается с четвертого месяца внутриутробного развития, значительно усиливается в его последние месяцы. Гормон участвует в регуляции обмена веществ у плода. В конце беременности уровень пролактина становится высоким как в крови матери, так и в амниотической жидкости. У новорожденных концентрация пролактина в крови высокая. Она снижается в течение первого года жизни, а во время полового созревания возрастает, причем у девочек больше, чем у мальчиков. У мальчиков-подростков пролактин стимулирует рост предстательной железы и семенных пузырьков.

Средняя доля гипофиза влияет на процессы гормонообразования аденогипофиза. Она участвует в секреции мела— ностимулирующего гормона (МСГ) (мелапотропипа).

и АКТГ. МСГ регулирует пигментацию кожи и волос. В крови беременных женщин его содержание повышено, в связи с чем на коже появляются пигментные пятна. У плода гормон начинает синтезироваться на 10—11-й неделе, но его функция в развитии до сих пор окончательно не ясна.

Задняя доля гипофиза вместе с гипоталамусом в функциональном отношении составляет единое целое. Гормоны, синтезированные в ядрах гипоталамуса, — вазопрессин и окситоцин — транспортируются в заднюю долю гипофиза и здесь хранятся до выделения в кровь.

Органом-мишеныо вазопрессина, или антидиуретического гормона (АДГ), служат почки. Эпителий собирательных трубочек почек нефронов становится проницаемым для воды только под действием АДГ, что обеспечивает пассивную реабсорбцию воды. В условиях повышенной концентрации солей в крови повышается концентрация АДГ и, как следствие, моча становится более концентрированной, а потеря воды — минимальной. При понижении концентрации солей в крови секреция АДГ уменьшается. Употребление алкоголя сильно снижает секрецию АДГ, чем объясняется значительный диурез после приема жидкости вместе с алкоголем.

Введение

больших количеств АДГ в кровь приводит к отчетливо выраженному сужению артерий за счет стимуляции этим гормоном гладкой мускулатуры сосудов, в результате чего повышается кровяное давление — проявляется вазопрессорное действие гормона. Падение кровяного давления при кровопотере или шоке резко увеличивает секрецию АДГ, вследствие чего кровяное давление повышается. Заболевание, возникающее при нарушении секреции АДГ, называется несахарным диабетом. При этом образуется большое количество мочи с нормальным содержанием сахара в ней.

АДГ гипофиза начинает выделяться на четвертом месяце эмбрионального развития, максимум его выделения приходится на конец первого года жизни ребенка, затем антидиуретическая активность нейрогипофиза начинает падать до довольно низких величин, и в возрасте 55 лет она примерно в два раза меньше, чем у годовалого ребенка.

Органом-мишенью для окситоцина служат мышечный слой матки и миоэпителиальные клетки молочной железы. В физиологических условиях молочные железы женщины начинают выделять молоко (молозиво) в первые сутки после родов, в это время младенец уже может сосать. Акт сосания служит сильным стимулом для тактильных рецепторов соска. От этих рецепторов, но нервным путям импульсы передаются к нейронам гипоталамуса, которые являются одновременно и секреторными клетками, вырабатывающими окситоцин. Последний с кровью переносится к миоэпителиальным клеткам, расположенным вокруг альвеол молочной железы. При их сокращении молоко выдавливается в протоки и выделяется через сосок. Таким образом, для извлечения молока из железы от младенца не требуется активного сосания, поскольку ему помогает рефлекс «выделения молока».

С окситоцином связана и активация родовой деятельности. При механическом раздражении родовых путей нервные импульсы, поступающие к нейросекреторным клеткам гипоталамуса, вызывают выделение в кровь окситоцина. К концу беременности под действием женских половых гормонов эстрогенов резко повышается чувствительность мышечного слоя матки (миометрия) к окситоцину. В начале родовой деятельности секреция окситоцина повышается, что вызывает слабые сокращения матки, проталкивающей плод в направлении шейки и влагалища. Растяжение тканей матки является причиной возбуждения в них многочисленных механорецепторов, от которых сигнал передается в гипоталамус. Нейросекреторные клетки гипоталамуса отвечают высвобождением новых порций окситоцина, благодаря чему сокращения матки усиливаются. В конечном счете этот процесс переходит в роды, в ходе которых плод и плацента изгоняются. После изгнания плода раздражение механорецепторов и выброс окситоцина прекращаются.

Синтез гормонов задней доли гипофиза начинается в ядрах гипоталамуса на третьем-четвертом месяце внутриутробного периода, а на четвертом-пятом месяце они обнаруживаются в гипофизе. Содержание этих гормонов в гипофизе и их концентрация в крови постепенно увеличиваются к моменту рождения ребенка. У детей первых месяцев жизни антидиуретическое действие вазопрессина не играет существенной роли, лишь с возрастом его значение в удержании воды в организме увеличивается. У детей проявляется лишь антидиуретическое действие окситоцина, другие его функции выражены слабо. Матка и молочные железы начинают реагировать на окситоцин только после завершения периода полового созревания, т. е. после продолжительного воздействия па матку половых гормонов эстрогенов и прогестерона, а на молочную железу — гормона гипофиза пролактина.