Тема 7. Физиология эндокринной системы
1. Краткая характеристика эндокринных желез и гормонов.
2. Центральное звено регуляции эндокринных функций. Гипоталамо-гипофизарная система.
3. Некоторые периферические эндокринные железы и физиологические эффекты действия их гормонов.
Нормальное функционирование организма возможно благодаря наличию специальных механизмов регуляции процессов жизнедеятельности. В основе таких механизмов лежат два основных способа регуляции физиологических функций:
гуморальный – с помощью особых химических веществ, которые током крови разносятся по организму и оказывают свое влияние на определенные клетки, органы.
нервный – посредством нервных влияний на определенные органы и системы органов.
Гуморальный и нервный способы регуляции физиологических функций отличаются друг от друга по следующим характеристикам. Гуморальный является филогенетически более древним способом регуляции физиологических функций и более медленным, чем нервный. В то же время более точным и надежным является нервный способ регуляции физиологических функций.
1. Краткая характеристика гормонов и эндокринных желез.
Гуморальный способ регуляции физиологических функций организма осуществляется благодаря продуктам секреции эндокринных желез – гормонам.
Гормоны – вещества органической природы, продуцируемые эндокринными железами, характеризующиеся следующими свойствами:
высокая биологическая активность: вырабатываясь эндокринными железами в ничтожно малых количествах, способны оказывать свои физиологические эффекты;
специфичность действия: свое действие на клетки тканей и органов гормоны реализуют через образование комплекса «гормон-рецептор», т.е. для каждого гормона существует свой рецептор, которые подходят друг к другу как ключ к замку;
дистантность действия: гормоны оказывают свои эффекты на органы и ткани, находящиеся на большом удалении от эндокринной железы, которой они вырабатываются. Такой тип действия (дистантный) реализуется благодаря тому, что эндокринные железы секретируются в кровь и током крови разносятся по всему организму.
В зависимости от химической природы гормоны классифицируют на:
белково-пептидные гормоны (гормоны гипоталамуса, аденогипофиза, С-клеток щитовидной железы, паращитовидных желез, островков Лангерганса поджелудочной железы)
гормоны – производные аминокислот (тиреоидные гормоны и катехоламины, серотонин и мелатонин эпифиза)
стероиды (половые гормоны и гормоны коркового вещества надпочечников (кортикостероиды)).
В зависимости от того, к какому из химических типов веществ относятся гормоны, рецепторы для них на клетке располагаются следующим образом (рис. 1):
на мембране клетки: в случае, если гормон является производной аминокислоты или имеет белково-пептидную природу. Такие гормоны не могут пройти через гидрофобную толщу мембраны клетки и поэтому рецепторы для них располагаются на мембране. В данном случае образование комплекса «гормон-рецептор» приводит либо к изменению проницаемости мембраны (открытие ионного канала), либо к запуску внутриклеточного каскада реакций (присоединение гормона к своему рецептору вызывает фосфорилирование (активирование) какого-то внутриклеточного белка, он, в свою очередь, активирует еще какой-то белок и т.д.);
в цитоплазме или на генетическом материале ядра: в случае, если гормон по химической природе является стероидным, т.е. гидрофобным веществом и в таком случае гормон может пройти через гидрофобный слой мембраны. В этом случае, образование гормон-рецепторного комплекса приводит либо к запуску внутриклеточного каскада реакций (если рецептор располагается в цитоплазме), либо к экспрессии какого-либо гена (если рецептор располагается на ДНК).
Клеточный рецептор к гормону представляет собой, как правило, белковую молекулу (либо в более сложном случае комплекс белка с углеводом (гликопротеид))
Гормоны, поступившие в периферическую кровь, могут находиться в ней в двух состояниях:
химически связанном виде (преимущественно с белками плазмы крови). Большая часть молекул гормона в крови, как правило, химически связана с определенными белками плазмы и представляет собой своеобразный резерв гормона, который может быть использован организмом в случае резкого повышения потребности в нем. Сами же белки плазмы крови, связывающие и транспортирующие гормоны, представляют собой как бы своеобразный буфер для них
свободной форме (именно химически несвязанные молекулы гормона способны проникать в ткани и, взаимодействуя с определенными рецепторами, оказывать влияние на клетки-мишени).
Причем между химически связанной и свободной формами гормона существует состояние динамического равновесия. Так, уменьшение концентрации свободной формы гормона в крови (возникающее, например, в результате усиленного потребления его тканями) приводит к усиленному высвобождению его из химически связанного состояния и, как следствие, нормализации концентрации свободной формы гормона в циркулирующей крови.
Эндокринные железы так же имеют ряд особенностей строения и функционирования:
малая масса
отсутствие выводных протоков, вследствие чего они выделяют свои секреты – гормоны – непосредственно в кровь.
высокая степень кровеснабжения
состоят из соединительнотканной стромы и паренхимы, имеющей эпителиальную природу (железисты эпителий). От стромы внутрь железы могут отходить перегородки из соединительной ткани, делящие паренхиму железы на дольки.
Все компоненты эндокринной системы с учетом характера взаимоотношений между ними можно классифицировать следующим образом:
центральное звено регуляции эндокринных функций
нейросекреторные ядра гипоталамуса
ядра переднего гипоталамуса
ядра медиобазального гипоталамуса
гипофиз (адено- и нейрогипофиз)
эпифиз
периферические эндокринные железы
щитовидная железа
околощитовидные железы
надпочечники (мозговое и корковое вещество надпочечников)
органы, объединяющие эндокринные и неэндокринные функции
поджелудочная железа
половые железы (яичники и семенники)
плацента (временное образование)
одиночные гормонопродуцирующие клетки, формирующие в своей совокупности диффузную эндокринную систему (APUD-систему).