2 . Центральное звено регуляции эндокринных функций. Гипоталамо-гипофизарная система.
Центральное звено регуляции эндокринных функций представлено определенными структурами промежуточного мозга (нейросекреторными ядрами гипоталамуса) и двумя эндокринными железами, которые анатомически связаны с промежуточным мозгом – гипофизом и эпифизом (рис. 2).
В сером веществе гипоталамуса располагаются ядра, имеющие отношение к регуляции эндокринных функций организма. Так, в передней части гипоталамуса располагаются супраоптическое и паравентрикулярное ядра, а в средней – группа медиобазальных ядер. Эти ядра представляют собой скопление тел нейросекреторных клеток, которые способны продуцировать определенные вещества (релизинг-факторы и окситоцин, вазопрессин). Гипоталамус с помощью ножки связан с гипофизом.
Вазопрессин (антидиуретический гормон), вырабатывается нейросекреторными клетками супраоптического ядра, окситоцин – паравентрикулярного. По аксонам нейросекреторных клеток этих двух ядер, вазопрессин и окситоцин направляются в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз), где накапливаются, а затем высвобождаются в кровь и разносятся по организму (рис. 3). Пучки аксонов ядер переднего гипоталамуса (супраоптического и паравентрикулярного) образуют гипоталамо-гипофизарный тракт.
Физиологические эффекты вазопрессина и окситоцина на организм состоят в следующем:
вазопрессин (или антидиуретического гормона):
регулирует водно-солевой обмен в организме, а главный орган-мишень – почка;
сверхфизиологических дозах оказывает стимулирующее влияние на гладкомышечные клетки кровеносных сосудов, способствуя тем самым повышению системного артериального давления.
окситоцин стимулирует:
гладкомышечные клетки миометрия матки способствуя родовой деятельности
миоэпителиальные клетки выводных протоков молочных желез, способствуя молокоотдаче.
Ядра медиобазального гипоталамуса вырабатывают релизинг-факторы – биологически активные вещества, оказывающие регулирующее воздействие на секреторные клетки передней доли гипофиза (аденогипофиза).
В зависимости от характера влияния рилизинг-фактров на секреторную активность клеток аденогипофиза различают два их типа:
либерины (стимулируют секрецию определенных тропных гормонов аденогипофизом):
соматолиберин (стимулирует секрецию соматотропного гормона аденогипофизом)
гонадолиберин (стимулирует секрецию лютеинирирующего и гонадотропного гормонов аденогипофизом)
тиролиберин (стимулирует секрецию тиреотропного гормона и отчасти пролактина аденогипофизом)
кортиколиберин (стимулирует секрецию адренокортикотропного гормона аденогипофизом)
статины (тормозят секрецию определенных тропных гормонов аденогипофизом)
соматостатин (подавляет секрецию не только соматотропного гормона аденогипофизом, но и адренокортикотропного гормона и тиреотропного гормона)
пролактиностатин (в отличие от всех других рилизинг-факторов, имеющих белково-пептидную природу, является биогенным амином (дофамином), тормозит образование пролактина аденогипофизом)
меланостатин (тормозит образование меланоцитстимулирующего гормона аденогипофизом)
По аксонам клеток ядер медиобазального гипоталамуса релизинг-факторы посредством аксо-вазальных синапсов попадают в кровеносную систему гипоталамуса, откуда, по воротной вене гипофиза, направляются в аденогипофиз. Высвобождаюсь в аденогипофизе, релизинг-факторы оказывают определенное воздействие на клетки ядер аденогипофиза, которые вырабатывают тропные горноны (либерины стимулируют секрецию тропных гормонов, статины – тормозят).
Тропные гормоны аденогипофиза (имеют пептидную природу), в свою очередь, поступают в общий кровоток и достигают определенных тканей-мишеней. В зависимости от характера основных эффектов тропных гормонов на организм их условно классифицируют на две группы:
гландулотропные (оказывают регулирующее влияние на другие эндокринные железы)
тиреотропный гормон (ТТГ) оказывает стимулирующее влияние на синтез фолликулярными клетками щитовидной железы тиреоидных гормонов
адренокортикотропный гормон (АКТГ) стимулирует секреторную активность клеток пучковой и сетчатой зон коры надпочечников, продуцирующих глюкокортикоиды и в небольшом количестве половые гормоны. Кроме того, АКТГ обладает и собственным эффектом на организм (стимулирует липолиз в жировой ткани)
гонадотропные гормоны (фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ)). Мишенью для ФСГ в мужском организме являются эпителиальные клетки семенных канальцев семенника (клетки Сертоли), что важно для нормального осуществления спераматогенеза. Главной мишенью для ЛГ в мужском организме служат клетки Лейдига (эндокринные клетки семенника), вырабатывающие половые гормоны. Основным эффектом ФСГ в женском организме является стимуляция фолликулогенеза (развития и созревания фолликулов) в яичниках. Главный же эффект ЛГ в женском организме состоит в стимуляции овуляции зрелого фолликула (его разрыву и выходу из него ооцита) и последующему развитию на месте лопнувшего зрелого фолликула желтого тела, вырабатывающего прогестерон и эстрогены.
эффекторные (обладают собственными эффектами на организм)
соматотропный гормон (СТГ) или гормон роста – анаболический гормон, усиливающий синтез белка фактически во всех периферических органах и тканях. Причем наиболее отчетливо его анаболическое действие проявляется на уровне мышечной и хрящевой тканей (гиалиновый хрящ) и состоит в стимуляции линейного роста организма. СТГ оказывает свое действие на клетки периферических тканей преимущественно не прямо, а косвенно через посредство соматомединов, синтезируемых под влиянием этого гормона в печени.
пролактин (маммотропный гормон) имеет отношение к регуляции функциональной активности молочной железы (стимулирует образование в молочных железах молока и поддерживает лактацию)
меланоцитстимулирующий или меланотропный гормон (МСГ или МТГ) имеет отношение к регуляции пигментации кожи (стимулирует синтез меланина в меланоцитах кожи и переход его в кератиноциты, тем самым вызывая потемнение кожи; причем это действие МСГ у высших позвоночных выражено слабо)
липотропный гормон принимает участие в регуляции липидного обмена в организме (в частности, является стимулятором липаз в жировых депо, тем самым способствуя липолизу в них и последующей мобилизации жирных кислот в кровь)
Эпифиз (или шишковидная железа) относится к центральному звену регуляции эндокринных функций, поскольку вырабатывает ряд гормонов, оказывающих регулирующее влияние на функциональную активность других эндокринных желез. Эпифиз анатомически (с помощью поводков) связан с центральной нервной системой – с таламусом (частью промежуточного мозга) и залегает в борозде между верхними холмиками пластинки четверохолмия среднего мозга. Железа имеет конусовидную форму (форму еловой шишки); размеры: вертикальный – 1,5 см, горизонтальный и сагиттальный – менее 1 см; масса – 0,2 г.
Паренхима (основа) эпифиза представлена двумя типами клеток:
глиальными (не синтезируют никаких гормонов)
секреторными (пинеалоцитами), которые синтезируют гормоны эпифиза (являются производными нервных клеток):
гормоны – производные аминокислоты триптофана:
серотонин (синтезируется в основном в дневное время суток). Оказывает неспецифическое тонизирующее влияние на нейроны центральной нервной системы (в том числе и нейроны коры больших полушарий), обладает также вазоактивным действием (суживает сосуды и тем самым приводит к некоторому повышению артериального давления)
мелатонин (образуется преимущественно в ночное время суток путем метилирования серотонина). У высших позвоночных животных, в том числе человека, мелатонин оказывает очень сложные и многообразные эффекты на организм. В частности, он имеет отношение к регуляции циркадианных ритмов (околосуточных ритмов – ритмических колебаний в течение суток интенсивности постоянно протекающих физиологических процессов, таких как дыхание, сердечная деятельность, работа почек и т.д.). Кроме того, мелатонин замедляет обменные процессы в организме, снижает интенсивность сердечной деятельности и внешнего дыхания, а также приводит к понижению температуры тела, что способствует засыпанию. Наконец, мелатонин является очень мощным антиоксидантом (тормозит перекисное окисление липидов, в результате которого образуются свободные радикалы, повреждающие биологические мембраны), что обуславливает его ведущую роль в сдерживании процессов биологического старения организма.
гормоны белково-пептидной природы (до 40 гормонов, которые оказывают регулирующее влияние на секреторную активность гипоталамо-гипофизарной системы и некоторых периферических эндокринных желез). Среди этих гормонов эпифиза наиболее изученными являются следующие:
антигонадотропин (тормозит выработку лютеинизирующего гормона аденогипофизом, угнетая до определенного возрастного периода половое созревание организма)
адреногломерулотропин (оказывает стимулирующее влияние на секреторную активность клеток клубочковой зоны коры надпочечников, вырабатывающей минералокортикоиды)
гормоны, аналогичные некоторым рилизинг-факторам гипоталамуса и тропным гормонам аденогипофиза (тиролиберин, тиротропин, гонадолиберин).
Своего нормального развития эпифиз достигает к 5-7 годам, а после 20-25 лет начинается его возрастная инволюция. Считают, что именно с момента начала возрастной инволюции эпифиза начинается и биологическое старение организма.
В связи со способностью некоторых гормонов эпифиза регулировать циркадианные ритмы в организме и задерживать старение ему отводят роль биологических часов организма.
Эфферентная иннервация эпифиза осуществляется только симпатическим отделом вегетативной нервной системы; причем постганглионарные симпатические нервные волокна образуют синапсы непосредственно на самих секреторных клетках эпифиза (т.е. нервные импульсы, приходящие из центральной нервной системы, непосредственно влияют на секреторную активность клеток железы).