5. Железы внутренней секреции

Эндокринная система человека (рис. 5) оказывает существенное влияние на жизнедеятельность организма — от примитивных физио­логических функций до сложнейших психических процессов и явле­ний. Органами эндокринной системы являются железы внутренней секреции, в которых образуются различные гормоны (греч. hormao — возбуждаю) — физиологически активные вещества, имеющие слож­ную химическую структуру, выделяющиеся железами непосредствен­но в кровь.

В отличие от них железы внешней секреции (экзокринные) выделяют образующиеся в них вещества через специальные прото­ки в различные полости тела (например, железы желудочно- кишечного тракта) или на его поверхность (например, слюнные, потовые железы).

Гормоны принимают участие в регуляции процессов роста и раз­вития, обмена веществ и энергии, в координации всех физиологиче­ских функций организма. Доказано участие гормонов в молекулярных механизмах передачи наследственной информации и в определении периодичности некоторых функциональных процессов организма — биологических ритмов (например, половые циклы у женщин).

Таким образом, гормоны -- составная часть гуморальной систе­мы регуляции, обеспечивающей совместно с нервной системой еди­ную нервно-гуморальную регуляцию функций организма. В эволю­ционном отношении гормональное звено в системе управления и регуляции функций является самым молодым (появилось на более поздних, по сравнению с нервной системой, этапах эволюции органи­ческого мира).

Рис. 5. Железы внутренней секреции:

/ — шишковидное тело, 2 — нейросекреторные ядра гипоталамуса,

3 Гипофиз, 4 — щитовидная и паращитовидные железы,

5 — вилочковая железа, 6 — надпочечник, 7— поджелудочная железа, 8 яичник, 9 — яичко; а — щитовидная и околощитовидные железы;

6 — вилочковая железа, в - надпочечник

К железам внутренней секреции относят: щитовидную, околощи­товидные, зобную, надпочечники, гипофиз и эпифиз. Существуют также смешанные железы, являющиеся одновременно железами внешней и внутренней секреции: поджелудочная железа и половые железы (семенники и яичники). В настоящее время известно более 40 гормонов. Многие из них хорошо изучены, а некоторые даже синте­зированы искусственным путем и широко применяются в медицине для лечения различных заболеваний.

С химической точки зрения все гормоны это органические ве­щества (соединения), которые могут быть разделены на две основные группы. К одной из них относятся пептидные гормоны, имеющие белковое строение (полипептиды) — гормоны щитовидной железы, поджелудочной железы, нейрогормоны; к другой — стероидные гор­моны — гормоны коры надпочечников, половые гормоны.

Действие гормонов на органы и ткани осуществляется двумя пу­тями: непосредственным связанным со способностью проникать через клеточные мембраны и опосредованным — через нервную сис­тему.

Механизм непосредственного действия некоторых гормонов (стероидных, гормонов щитовидной железы и др.) связан со способ­ностью проникать через клеточные мембраны и вступать во взаимо­действие с внутриклеточными ферментными системами, меняя ход клеточных процессов. Крупномолекулярные пептидные гормоны не могут свободно проникать через мембрану клетки и оказывают регу­лирующее влияние на клеточные процессы с помощью специальных рецепторов, расположенных на поверхности клеточных мембран. Че­рез данные гормонорецепторные комплексы затем осуществляется активирование в клетке синтеза циклической аденозинмонофосфорной кислоты, которая оказывает активирующее действие на клеточ­ные ферменты киназы, что соответственно меняет весь ход кле­точных процессов обмена веществ и энергии. Следует отметить, что каждое мгновение на клетки действуют многие гормоны, однако про­является воздействие лишь тех, которые обеспечивают наиболее це­лесообразный эффект. Целесообразность влияния регулируется спе­циальными веществами — простагландинами, тормозящими воздействие тех гормонов, влияние которых в данный момент неже­лательно.

Опосредованное действие гормонов в конечном итоге также свя­зано с их влиянием на ход клеточных процессов, что приводит к из­менениям функционального состояния нервных клеток, регулирую­щих различные функции. Имеются данные и о «вмешательстве» гормонов даже в деятельность наследственного аппарата клеток (на­пример, гормоны надпочечников и половых желез влияют на синтез РНК и клеточных белков). Деятельность каждой железы внутренней секреции осуществляется только в тесной связи друг с другом и с нервной системой (по принципу обратной связи), благодаря чему в организме всегда поддерживается определенный гормональный ба­ланс. Длительное время регулирующую роль нервной системы в сек­реции гормонов оспаривали (ведущую роль отводили гипофизу железе внутренней секреции, в которой вырабатываются тропные гормоны, контролирующие секреторную активность других эндок­ринных желез). Однако открытие нейросекреции в 40-х гг. XX в. (Э. Шаррер) экспериментально доказало регулирующую роль нервной системы. Особо важную роль в нейросекреции — превращении нерв­ных импульсов в гуморальный сигнал — играют нейроны гипотала­муса — высшего вегетативного нервного центра, анатомически и функционально тесно связанного с гипофизом. Именно нейросекре­ция гипоталамуса определяет секреторную активность гипофиза, а через него и всех других эндокринных желез.

Несмотря на столь совершенную регуляцию деятельности желез внутренней секреции, их функции существенно изменяются под влиянием различных факторов или патологических процессов. Воз­можно либо усиление секреции эндокринных желез (гиперфункция), либо уменьшение ее (гипофункция), что приводит к различным нару­шениям в организме, особенно значительным у детей и подростков. Часто наблюдается физическая неполноценность, а также нарушение психического развития. Определенный дисбаланс может быть и в норме как временное явление в процессе роста и развития. Наиболее заметные эндокринные перестройки происходят в подростковом воз­расте, в процессе полового созревания. Эти гормональные сдвиги у подростков в значительной степени определяют особенности их выс­шей нервной деятельности, накладывая отпечаток на все стороны по­ведения. Вполне очевидно, что оптимальная организация учебно- воспитательной работы с детьми и подростками требует знания не только особенностей деятельности их нервной системы и высшей нервной деятельности, но и специфики эндокринной системы.

Физиологическое значение желез внутренней секреции и их развитие в процессе онтогенеза

Щитовидная железа — самая крупная эндокринная железа. У новорожденного вес ее достигает 1 г, в 5—10 лет увеличивается до 10 г, в 11-12 лет равен 25-35 г (у взрослого приблизительно 30-40 г). Особенно интенсивен рост щитовидной железы в первые годы жизни и в пубертатном периоде, т. е. параллельно морфологическим измене­ниям. Щитовидная железа расположена по бокам щитовидного хряща гортани и состоит из двух долей, соединенных между собой перешей­ком. В железистой ткани щитовидной железы синтезируются гормо­ны, влияющие на обмен веществ и энергию, иммунитет, возбудимость нервной системы. К ним относятся тироксин (имеет особое значение), трийодтиронин, тиреокальцитонин.

При гиперфункции щитовидной железы возникает базедова бо­лезнь, для которой характерно увеличение основного обмена, приводящее к истощению организма, повышению температуры тела; увеличение возбудимости нервной системы — повышается эмоциональность, раздражительность, утомляемость; возникают учащение сердечного ритма (до 180—200 уд/мин), нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы; наблюдается ускорение физического и умственного развития.

При гипофункции шитовидной железы резко снижаются обмен веществ, возбудимость нервной системы и работоспособность; возни­кают расстройства психической деятельности, ухудшается память, т. е. развивается заболевание — микседема (греч. myxoedema сли­зистый отек). Понижение функции щитовидной железы в раннем воз­расте может привести к нарушению умственного и физического раз­вития (от слабоумия до идиотии). Дети с такими значительными нарушениями физического и умственного развития, являющимися следствием гипофункции щитовидной железы, называются кретина­ми, а само заболевание — кретинизмом.

В некоторых районах земного шара из-за недостатка в питании йода, необходимого для синтеза гормонов щитовидной железы, у на­селения часто наблюдается ее гипофункция. Это заболевание называ­ется эндемическим зобом, так как сопровождается сильным разраста­нием железистой ткани щитовидной железы и появлением на шее у больных так называемого зоба. В настоящее время разработаны эф­фективные меры профилактики этого заболевания, связанные с ис­кусственным обогащением воды и пищевых продуктов йодом.

Околощитовидные (паращитовидные) железы. Это четыре са­мые маленькие железы внутренней секреции (их общая масса равна 0,1 г). Они располагаются в непосредственной близости от щитовид­ной железы, а иногда — в ее ткани. Паратгормон — гормон околощитовидных желез - играет важную роль в развитии скелета, так как регулирует отложение кальция в костях и концентрацию его в крови. Гипофункция (встречается чаще) сопровождается уменьшением кон­центрации кальция в крови, вызывающим возбуждение нервной сис­темы, расстройства вегетативных функций, нарушения формирования скелета. Редко встречаемая гиперфункция приводит к декальцинации скелета («размягчению костей») и его деформации.

Зобная (вилочковая) железа состоит из двух долей, расположен­ных позади грудины. Ее морфофункциональные свойства существен­но меняются с возрастом. С момента рождения до полового созрева­ния ее масса увеличивается (до 35-40 г). Затем начинается процесс перерождения зобной железы в жировую ткань. Так, к 70 годам ее масса составляет не более 6 г. Принадлежность зобной железы к эн­докринной системе оспаривается, так как ее гормон не выделен. Од­нако большинство ученых считают, что он существует и влияет на формирование скелета, иммунные свойства организма, рост, тормозит половое развитие. Доказана также связь зобной железы с деятельно­стью надпочечников и щитовидной железы.

Надпочечники. Это парные железы массой около 4 -7 г каждая, расположенные в верхних полюсах почек. Морфологически и функ­ционально выделяют две качественно различные части (слоя) надпо­чечников: наружный (корковый) и внутренний (мозговой).

Кора надпочечников синтезирует ряд гормонов — кортикосте­роидов: глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены и эст­рогены. Они регулируют обмен веществ, оказывают противовоспа­лительное действие, повышают иммунитет, устойчивость при стрессе (адаптация детей и подростков к «школьным» стрессовым ситуациям).

Внутренний (мозговой) слой надпочечников синтезирует чрезвы­чайно важный гормон — адреналин, оказывающий стимулирующее действие на большинство функций организма. Его действие весьма близко к действию симпатической нервной системы: учащает и уси­ливает деятельность сердца, стимулирует энергетические превраще­ния в организме, повышает возбудимость многих рецепторов и т. д. Все эти изменения приводят к повышению общей работоспособности организма, особенно в «аварийных» ситуациях.

Таким, образом, гормоны надпочечников оказывают очень силь­ное влияние на жизнедеятельность организма, в значительной степени определяют ход полового развития. Физическая активность значи­тельно повышает содержание гормонов, обеспечивающих защитные функции организма, способствуя их оптимальному развитию.

Нормальная жизнедеятельность организма возможна при пра­вильном соотношении концентраций различных гормонов надпочеч­ников в крови, которое регулируется гипофизом и нервной системой. Существенное повышение или понижение их концентрации в патоло­гических ситуациях характеризуется нарушением многих функций организма.

Эпифиз (шишковидная железа) расположен вблизи гипоталамуса, влияет на половое развитие детей и подростков (тормозит образова­ние гонадотропных гормонов гипофиза). У взрослого человека прак­тически не функционирует, однако существует гипотеза, что эпифиз имеет отношение к регуляции «биологических ритмов» организма че­ловека.

Поджелудочная железа — это смешанная железа. Здесь образу­ется поджелудочный сок, играющий важную роль в пищеварении. Здесь же осуществляется секреция гормонов, принимающих участие в регуляции углеводного обмена: инсулин способствует снижению со­держания сахара в крови путем превращения его в гликоген (живот­ный крахмал); глюкагон, напротив, способствует повышению уровня сахара в крови (является антагонистом инсулина). Одно из эндокрин­ных заболеваний — сахарный диабет — характеризуется снижением содержания в крови гормона инсулина, что приводит к нарушению усвоения сахара организмом и увеличению его концентрации в крови. У детей чаще всего проявления этого заболевания обнаруживаются в возрасте от 6 до 12 лет. Важное значение в развитии сахарного диабе­та имеет наследственная предрасположенность и провоцирующие факторы среды (инфекционные заболевания, нервное перенапряжение и переедание).

Половые железы также являются смешанными. Здесь образуются как половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки), так и половые гормоны. В мужских половых железах (семенниках) — мужские по­ловые гормоны — андрогены. В женских половых железах (яичниках) 4% женские половые гормоны - эстрогены. Половые гормоны в зна­чительной степени определяют специфические особенности обмена веществ в женском и мужском организмах и развитие у детей и под­ростков первичных и вторичных половых признаков.

Гипофиз -5— важнейшая железа внутренней секреции. Располага­ется рядом с гипоталамусом и имеет с ним многочисленные двусто­ронние связи — до 100 тыс. нервных волокон. При рождении ее вес равен 0,1 г, к 10 годам — 0,3 г, в подростковом возрасте и у взрослых приблизительно 0,5 г. В гипофизе выделяют две доли: переднюю (аденогипофиз) и заднюю (нейрогипофиз).

Аденогипофиз занимает 75% от размера всего гипофиза. Образу­ет более 20 тропных гормонов. Тропные гормоны оказывают регули­рующее влияние на функции других эндокринных желез (щитовид­ной, паращитовидных, поджелудочной, половых, надпочечников), на все стороны обмена веществ и энергии, на процессы роста и развития (в том числе полового) детей и подростков. К ним относятся:

1. Гонадотропные гормоны (ГТГ) гипофиза: фолликулостимули­рующий гормон (ФСГ) %у женщин регулирует созревание в яични­ках яйцеклеток, у мужчин — сперматогенез; лютеинизирующий гор­мон (Л Г) - регулирует развитие яичников и семенников и образова­ние в них половых гормонов; пролактин — регулирует процессы лак­тации у кормящих женщин.

2. Гормон роста, или соматотропный гормон (СТГ). Гиперфунк­ция аденогипофиза приводит к гигантизму, гипофункция к зна­чительной задержке роста при сохранении нормального умственно­го развития.

Ранее полагали, что в нейрогипофизе (задней доле) образуются гормоны: вазопрессин, регулирующий процессы кровообращения и водного обмена, и окситоцин, усиливающий сокращение матки в пе­риод родов. Однако позже установлено, что эти гормоны являются продуктом нейросекреции гипоталамуса, откуда поступают в нейро­гипофиз, играющий роль депо, а затем — в кровь.

Особенно важное значение в жизнедеятельности организма на любом возрастном этапе имеет взаимосвязанная деятельность гипота­ламуса, гипофиза и надпочечников, образующих единую функцио­нальную систему — гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую (ГГНС), функциональное значение которой связано с процессами адаптации организма к стрессорным воздействиям. Как показали спе­циальные исследования канадского патофизиолога Г. Селье (1936), устойчивость организма к действию неблагоприятных факторов пре­жде всего зависит от функционального состояния этой системы. Она обеспечивает мобилизацию защитных сил организма в стрессовых си­туациях, что проявляется в развитии так называемого общего адапта­ционного синдрома. Различают три его фазы (стадии): 1) стадия «тре­воги», которая характеризуется активацией ГГНС —усилением секреции АКТГ (адренокортикотропного гормона), адреналина, глюко- кортикоидов, что приводит к мобилизации всех энергетических ре­зервов; 2) стадия «резистентности» — повышается устойчивость к неблагоприятным воздействиям, что связано с переходом срочных адаптационных изменений в долговременные; 3) стадия «истощения» — понижение сопротивляемости организма к стрессу, а при длитель­ном или частом (повторном) воздействии стрессорных факторов мо­жет привести к гибели.

Интересно отметить, что функциональное становление ГГНС в процессе онтогенеза в значительной степени зависит от двигательной активности детей и подростков (занятия физкультурой способствуют развитию адаптационных возможностей детского организма и явля­ются важным фактором сохранения и укрепления здоровья подрас­тающего поколения). Половое развитие и проблемы полового воспитания детей и подростков

Период полового созревания длится у девочек с 8-9 до 16-17 лет, у мальчиков — с 10-11 до 17—18 лет, т. е. половое созревание мальчи­ков происходит на 1-2 года позднее, чем девочек.

Степень полового созревания определяется по развитию половых органов и по совокупности вторичных половых признаков.

Половое воспитание детей и подростков должно быть начато уже в младшем школьном возрасте и представлять собой лишь составную часть единого воспитательного процесса. Выдающийся педагог А. С. Макаренко писал по этому поводу, что вопрос полового воспи­тания становится трудным только тогда, когда его рассматривают от­дельно и когда ему придают слишком большое значение, выделяя из общей массы воспитательных процессов. Необходимо формировать у детей и подростков:

правильные представления о сущности процессов полового развития;

воспитывать взаимное уважение мальчиков и девочек и их правильные взаимоотношения.

У подростков важно сформировать верное представление о люб­ви и браке, о семье, ознакомить их с гигиеной и физиологией половой жизни.

К сожалению, многие учителя и родители стараются «уйти в сто­рону» от вопросов полового воспитания. Данный факт подтверждает­ся педагогическими исследованиями, согласно которым более поло­вины детей и подростков узнают о многих «деликатных» вопросах своего полового развития от старших товарищей и подруг, около 20% — от родителей и лишь 9% — от учителей и воспитателей.

Половое воспитание детей и подростков должно быть и обяза­тельной составной частью их воспитания в семье. Пассивность школы и родителей в этом вопросе, их взаимная надежда друг на друга могут привести только к появлению вредных привычек и неправильных представлений о физиологии полового развития, о взаимоотношениях мужчины и женщины. Не исключено, что многие трудности после­дующей семейной жизни обусловлены неправильным половым вос­питанием или вообще его отсутствием. Вместе с тем вполне понятны и все трудности этой темы, требующей от учителей, воспитателей и родителей специальных знаний, педагогического и родительского такта и определенных педагогических навыков.