106. Регуляция выработки гормонов. Контуры саморегуяции. Методы исследования желез внутренней секреции

Для изучения эндокринной функции органов, в том числе и желез внутренней секреции, применяются следующие методы.

1 .Метод экстирпации - изучение последствий удаления эндокринной железы или инкреторного органа. С помощью этого метода были открыты инкреторная функция поджелудочной железы и ее роль в развитии сахарного диабета (Дж.Меринг, О.Минковский, 1889), роль гипофиза в регуляции роста тела, жизненная значимость коры надпочечников и др.

Метод избирательного разрушения или подавления инкреторных клеток в организме. Например, при введении уреида мезоксалевой кислоты-аллоксана, происходит избирательный некроз бета-клеток островков Лангерганса, что позволяет изучать последствия нарушения продукции инсулина без изменения других функций поджелудочной железы. Производное оксихинолина-дитизон вмешивается в метаболизм бета-клеток, образует комплекс с цинком, что также нарушает их инкреторную функцию.

Химический анализ экстрактов и синтез гормональных препаратов. Производя химический структурный анализ экстрактов из эндокринной ткани, удалось установить химическую природу и идентифицировать гормоны эндокринных органов, что в последующем привело к получению искусственным путем эффективных гормональных препаратов для исследовательских и лечебных целей.

Метод введения экстрактов эндокринной железы или химически чистых гормонов интактным животным или после удаления соответствующей железы (заместительная «терапия»). Благодаря применению этого метода было установлено наличие инсулина и соматотропина, тиреоидных гормонов и паратгормона, кортикостероидов и др. Разновидностью метода является кормление животных сухой железой или препаратами, приготовленными из тканей. Использование чистых гормональных препаратов позволило установить их биологические эффекты. создаваемый искусственный избыток гормона вызывал подавление секреции эндокринного органа и даже атрофию железы.

Метод трансплантации эндокринных желез. Пересадка железы может производится тому же животному после ее предварительного удаления (аутотрансплантация) или интактным животным. опыты трансплантации дали богатый фактический материал о биологических эффектах гормонов половых желез.

Метод парабиоза или создания общего кровообращения. Осуществляется путем наложения анастомозов между кровеносными сосудами двух животных. Метод позволяет оценить роль гуморальных факторов в изменении функций интактного организма одной особи при вмешательстве в эндокринную систему другой особи. Особенно важными являются исследования сросшихся близнецов, имеющих общее кровообращение, но раздельные нервные системы. У одной из двух сросшихся сестер описан случай беременности и родов, после чего лактация наступила у обеих сестер, и кормление было возможно из четырех молочных желез.

Метод введения в организм радиоактивных изотопов. Этот метод позволяет изучать процессы синтеза гормонов в эндокринной ткани, депонирование и распределение гормонов в организме, пути их выведения. Примером использования этого метода является изучение щитовидной железы с помощью радиоактивного йода, который захватывается из крови и включается в образующиеся гормоны пропорционально интенсивности их синтеза. Для изучения мест связывания, накопления и метаболизма гормонов, их метят с помощью радиоактивных атомов, вводят в организм и применяют ауторадиографию. Срезы изучаемых тканей помещают на радиочувствительный фотоматериал, типа рентгеновской пленки, проявляют и места затемнения сравнивают с фотографиями гистологических срезов.

Сравнение физиологической активности крови, притекающей к органу и оттекающей от него, позволяет выявить секрецию в кровь биологически активных метаболитов и гормонов.

Исследование содержания гормонов в крови и моче. Этот метод является одним из наиболее точных для оценки секреторной деятельности эндокринных органов и тканей, но он не дает характеристики биологической активности и степени гормональных эффектов в тканях.

10.Исследование содержания предшественников синтеза и метаболитов гормонов в крови и моче. Нередко гормональный эффект в значительной степени определяется активными метаболитами гормона. В других случаях предшественники синтеза и метаболиты, концентрация которых пропорциональна уровням гормона, более доступны для исследования. Метод позволяет не только оценить гормонопродуцирующую активность эндокринной ткани, но и выявить особенности метаболизма гормонов.

- Исследование больных с недостаточной или избыточной функцией железы. Это может дать ценную информацию о физиологических эффектах и роли гормонов эндокринной железы.

- Методы гистологического и гистохимического исследования эндокринных тканей позволяет оценить не только структурные, но и функциональные характеристики клеток, в частности, интенсивность образования, накопления и выведения гормонов. Например, явления нейросекреции гипоталамических нейронов, эндокринная функция кардиомиоцитов предсердий были обнаружены с помощью гистохимических методов.

- Методы генной инженерии. Эти методы реконструкции генетического аппарата клетки позволяют не только исследовать механизмы синтеза гормонов, но и активно вмешаться в них. Механизмы особенно перспективны для практического применения в случаях стойкого нарушения синтеза гормонов, как это случается при сахарном диабете. Примером экспериментального использования метода может служить исследование французских ученых, которые в 1983 году осуществили пересадку в печень крысы гена, контролирующего синтез инсулина. Внедрение этого гена в ядра клеток печени крысы привело к тому, что в течение месяца клетки печени синтезировали инсулин.

 

Важным фактором, определяющим продукцию гормона, является состояние регулируемой функции, т.е. выработка гормонов регулируется по принципу саморегуляции.

Отечественный ученый М.М.Завадовский в 1941 году, изучая закономерности в регуляции деятельности эндокринных желез, впервые сформулировал принцип «плюс-минус взаимодействие», получивший в дальнейшем название «принцип обратной связи».

Различают положительную обратную связь, когда повышение уровня гормона в крови стимулирует высвобождение другого гормона (повышение уровня эстрадиола вызывает высвобождение ЛГ в гипофизе), и отрицательную обратную связь, когда повышенный уровень одного гормона угнетает секрецию и высвобождение другого (повышение концентрации тиреоидных гормонов в крови снижает секрецию ТТГ в гипофизе).

Вся гормональная регуляция осуществляется механизмами, функционирующими по принципу обратной связи, в которых четко выделяются различные уровни взаимодействия.

Первый уровень (или контур) саморегуляции наиболее простой тип обратной связи. Здесь продукция гормона мало зависит от гипофиза и гипоталамуса, а в основном определяется изменением химического состава крови.

Второй контур саморегуляции замыкается на уровне гипофиза, который контролирует работу многих эндокринных желез. Этот механизм осуществляется за счет тропных гормонов. Например, гипофиз выбросил в кровь избыток ТТГ, щитовидная железа усиливает выработку тироксина и трийодтиронина, они в крови находятся в избытке (плюс взаимодействие). Повышенная концентрация гормона в крови автоматически уменьшает дальнейшую выработку ТТГ (минус взаимодействие). Таким образом, гипофиз включен в систему нервно-гуморальной регуляции, работающей по обратной гуморальной связи, которая автоматически поддерживает продукцию гормонов железами-мишенями.

Наконец, имеется третий контур саморегуляции эндокринных желез, который замыкается на уровне гипоталамуса, входящего в состав промежуточного мозга. Некоторые ядра гипоталамуса обладают способностью к нейросекреции - выработке нейромодуляторов (дофамин, серотонин, норадреналин, ацетилхолин, у-амнномасляная кислота), принимающих участие в регуляции психической деятельности и поведения, а также нейрогормонов, регулирующих функциональную активность гипофиза. Нейросекреты - это промежуточное звено между нервными и гуморальными механизмами регуляции, которое соединяет их воедино. Гипоталамус и гипофиз имеют общее кровоснабжение. Кровь оттекающая от гипоталамуса через портальную систему омывает гипофиз и оказывает влияние на выработку им гормонов. Гипофизотропные гормоны гипоталамуса делятся на гормоны, усиливающие (высвобождающие, рилизииг-гормоны, либерины) и угнетающие (ингибирующне, статины) выделение соответствующих тропных гормонов передней доли гипофиза.

Выработка нейросекрета гипоталамусом регулируется нервным путем, но главная роль в образовании этих нейрогормонов принадлежит механизму обратной гуморальной связи. Их продукция зависит от концентрации в крови гормонов той или иной железы и соответствующего гормона гипофиза, а также от информации поступающей от тканей, потребляющих данные гормоны.

В регуляции эндокринных желез принимает участие и ЦНС. Большинство нервных и гуморальных путей регуляции сходится на уровне гипоталамуса и благодаря этому в организме образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. При стрессовых ситуациях, когда возбуждается симпатический отдел ВНС, в крови резко повышается концентрация адреналина. Большое значение нервные влияния имеют и в регуляции выработки гормонов гипофиза. Так при болевом раздражении увеличивается количество АКТГ.

107. Гипоталамо-гипофизарная система, её функциональные связи. Эндокринная функция гипоталамуса.

Это объединение структур гипофиза и гипоталамуса, выполняющее функции как нервной системы, так и эндокринной. Этот нейроэндокринный комплекс является примером того, насколько тесно связаны в организме млекопитающих нервный и гуморальный способы регуляции.

Гипоталамо-гипофизарная система состоит из ножки гипофиза, начинающейся в вентромедиальной области гипоталамуса, и трёх долей гипофиза: аденогипофиз (передняя доля), нейрогипофиз (задняя доля) и вставочная доля гипофиза. Работа всех трёх долей управляется гипоталамусом с помощью особых нейросекреторных клеток. Эти клетки выделяют специальные гормоны — рилизинг-гормоны. Рилизинг-факторы попадают в гипофиз, а точнее в аденогипофиз через воротную вену гипофиза.

Существует два типа рилизинг-факторов.

освобождающие (под их действием клетки аденогипофиза выделяют гормоны)

останавливающие (под их действием экскреция гормонов аденогипофиза прекращается)

На нейрогипофиз и вставочную долю гипоталамус влияет с помощью специальных нервных волокон, а не нейросекреторных клеток.

В гипоталамусе имеются нейроны обычного типа и нейросекреторные клетки. И те и другие вырабатывают белковые секреты и медиаторы, однако в нейросекреторных клетках преобладает белковый синтез, а нейросекрет выделяется в лимфу и кровь. Эти клетки трансформируют нервный импульс в нейрогормональный.

Гипоталамус контролирует деятельности эндокринной системы человека благодаря тому, что его нейроны способны выделять нейроэндокринные трансмиттеры (либерины и статины), стимулирующие или угнетающие выработку гормонов гипофизом. Гипоталамус является центром регуляции эндокринных функций, он объединяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему.

В последние годы из гипоталамуса выделены обладающие морфиноподобным действием энкефалины и эндорфины. Считают, что они влияют на поведение (оборонительные, пищевые, половые реакции) и вегетативные процессы, обеспечивающие выживание человека. Таким образом, гипоталамус регулирует все функции организма, кроме ритма сердца, кровяного давления и спонтанных дыхательных движений.