Гормони підшлункової залози

На острівцях підшлункової залози утворюються три основні гормони: інсулін, глюкагон і соматостатин. Усі вони є білками.

Інсулін - поліпептид, що складається із двох пептидних ланцюгів, сполучених дисульфідними містками. Синтезований спочатку у вигляді проінсуліну, гормон, проходячи через апарат Гольджі, накопичується у гранулах уже у вигляді активного інсуліну. Ці процеси проходять за участі цАМФ. Основним стимулятором синтезу проінсуліну є глюкоза, меншою мірою - маноза і лейцин. На утворення інсуліну впливають і гормони - СТГ, глюкагон, адреналін. Але, наприклад, глюкагон стимулює синтез інсуліну лише за наявності глюкози, тобто, в даному випадку він є агоністом глюкози. Утворення гормону зростає за умови споживання їжі з високим вмістом вуглеводів, у разі ожиріння, вагітності, а також в умовах хронічного надлишку гормону росту. Утворення гормону гальмується на тлі підвищення у крові рівня адреналіну, низького вмісту в їжі вуглеводів і високого - жирів, під час голодування.

Безпосереднім стимулятором секреції готового гормону служать іони кальцію. Тому процеси, що призводять до збільшення усередині В ( )-клітин цього іона, забезпечують зростання концентрації гормону в крові. Найбільш могутніми стимуляторами синтезу є сама глюкоза або її метаболіти.

Надходження інсуліну в кров призводить до зниження у ній рівня глюкози. Механізм дії інсуліну визначається його взаємодією з рецепторами клітинних мембран. Щільність рецепторів, як і їхня спорідненість з гормоном, непостійні. Так, чутливість до інсуліну підвищується під час голодуванні, а в разі збільшення концентрації гормону в крові, навпаки, прогресивно знижується.

Фізіологічні ефекти інсуліну далекосяжні і складні. їх можна розділити на швидкі, проміжні і повільні.

Головним ефектом гормону є збільшення трансмембранного транспорту глюкози, що забезпечує засвоєння її клітинами і, відповідно, зниження концентрації глюкози в крові. Особливо це характерно для клітин печінки і скелетних м'язів. У печінці інсулін забезпечує посилення синтезу глікогену з глюкози, а у високій концентрації може навіть інгібувати ензими, що розщеплюють глікоген, і цим самим блокувати його використання. Вплив на печінку яскраво виявляється після вживання їжі, завдяки чому глюкоза з крові швидко надходить у депо. У разі надлишку глікогену в клітинах печінки під впливом інсуліну з глюкози синтезується жир. У скелетних м'язах глюкоза, що надійшла, може використовуватися для синтезу глікогену (якщо м'яз не скорочується) чи для утворення АТФ під час виконання фізичної роботи.

За недостатнього вироблення інсуліну розвивається цукровий діабет. У такому разі тканини не можуть повною мірою споживати глюкозу з крові, оскільки порушується ЇЇ транспорт у клітини, що призводить до нагромадження глюкози в крові (гіперглікемії) і появі цукру в сечі. Оскільки глюкоза є основною енергетичною речовиною організму, у клітинах відбувається інтенсивне окиснювання жирів і нагромадження продуктів їх розпаду - ацетону, ацетооцтової і -гідроксимасляної кислот (кетонових тіл). Ці речовини, накопичуючись у крові, токсично діють на ЦНС, зумовлюючи розвиток важкого стану - діабетичної коми.

Інсулін виявляє також і стимулювальний вплив на ріст. Цей мітогенний вплив гормону, ймовірно, зумовлений його участю у синтезі печінкового соматомедину. Можливо, це зумовлено участю інсуліну в білковому обміні: під впливом гормону активується трансмембранний транспорт багатьох, хоча і не всіх, амінокислот, також інсулін підвищує швидкість транскрипції ДНК у ядрі клітин.

Інсулін впливає також на обмін жирів. Надлишок глюкози, що надійшла до печінки під впливом інсуліну, перетворюється не в глікоген, а в жир, а жирні кислоти, що утворюються, транспортуються кров'ю у жирову тканину. Аналогічний вплив інсуліну на утворення жирів і в клітинах жирової тканини.

Таким чином, хоча інсулін і є одним з основних регуляторів вуглеводного обміну, він бере участь у регуляції обміну й інших органічних сполук. Тому в разі його нестачі (діабеті) настають значні патологічні зміни в організмі.

Глюкагон. Пептид, як і інсулін, утворюється шляхом протеолізу із про-гормону. Кристали активного гормону утворюють А-клітини підшлункових острівців та верхнього відділу травного тракту. Секреція глюкагону пригнічується унаслідок підвищення усередині клітини концентрації вільного кальцію, що відбувається, наприклад, під впливом глюкози.

Глюкагон є одним із основних фізіологічних антагоністів інсуліну, що особливо виявляється на тлі дефіциту останнього. Глюкагон впливає передусім на печінку, де стимулює розщеплення глікогену (глікогеноліз). забезпечуючи таким чином швидке зростання концентрації глюкози в крові. Біологічні ефекти гормону зумовлені взаємодією з відповідним рецептором і наступною стимуляцією утворення цАМФ. Під впливом гормону також стимулюється розщеплення білків, ліпідів, а синтез білків і жирів пригнічується.

Соматостатин. Синтезований у D-клітинах острівців поліпептид соматостатин має короткий період напіврозпаду (близько 5 хв). Звичайно стимулятори секреції інсуліну підвищують утворення і соматостатину, який переважно інгібує секрецію інсуліну, глюкагону, а також гормону росту.

Таким чином, між окремими клітинами острівців Лангерганса є тісний взаємозв'язок: інсулін інгібує секреторну активність А-клітин, глюкагон - стимулює секрецію В- і В -клітин, а соматостатин інгібує активність А - і В - клітин.

Тимус (загруднинна залоза)

Тимус розташований за ручкою і верхньою частиною тіла груднини. Складається з двох витягнутих у довжину асиметричних часток (правої і лівої), зрощених одна із одною у їх середній частині. Паренхіма залози утворена темнішою, розташованою по периферії кірковою речовиною і світлішою - мозковою. Строма представлена мережею ретикулярних клітин і ретикулярних волокон, а також епітеліальними клітинами зірчастої форми - епітеліоретикулоцитами, що з'єднуються між собою відростками. У петлях цієї мережі знаходяться лімфоцити загруднинної залози {тимоцити), а також невелика кількість плазматичних клітин, макрофагів і лейкоцитів. У мозковій речовині клітини розташовані менш щільно, ніж у кірковій. Характерним для мозкової речовини є наявність у ній особливих концентричних нашарувань тілець тимуса - тілець Гасаля, що утворені сильно сплющеними епітеліальними клітинами, які розташовані концентрично. Тимус досягає максимальних розмірів до періоду статевого дозрівання (у середньому 37,5 г). Після 16 років маса тимуса поступово зменшується (у 50-60 років вона складає в середньому 13-14 г), але залоза повністю не зникає навіть у старечому віці.

Гормони загруднинної залози

Тимус синтезує і секретує кілька гормонів: тимозин, гомеостатичний тимусний гормон, тимопоетин І, тимопоетин II і тимусний гуморальний фактор. Їх секреція регулюється гіпоталамо-гіпофізарною адреналовою системою.

У тимусі виробляються тимозин, тимулін, тимопоетини та інші регуляторні пептиди, які забезпечують проліферацію та дозрівання Т-лімфоцитів у центральних і периферійних органах імуногенезу, а також низку інших біологічно активних речовин: інсуліноподібний фактор (зменшує рівень цукру в крові), фактор росту (забезпечує ріст тіла).

Гормони тимуса, зокрема тимозин, відіграють значну роль у розвитку захисних імунологічних реакцій організму. Вони стимулюють утворення антитіл, що забезпечують реакції на чужорідний білок. Тимопоетини стимулюють лейкопоез. Відомо, що недиференційовані стовбурові клітини кісткового мозку з кров'ю надходять до тимусу, там розмножуються і диференціюються у Т-залежні лімфоцити, які відповідають за розвиток клітинного імунітету.

Гормони тимуса, зокрема тимозин. відіграють значну роль у розвитку захісних імунологічних реакцій організму. Вони стимулюють утворення антитіл, що забезпечують реакції на чужорідний білок. Тимопоетини стимулюють лейкопоез. Відомо, що недиференційовані стовбурові клітини кісткового мозку з кров'ю надходять до тимусу, там розмножуються і диференціюються у Т- залежні лімфоцити, які відповідають за розвиток клітинного імунітету.

Можлива участь тимуса (у разі його гіпертрофії) у виникненні і розвитку деяких захворювань системи крові, зокрема лейкозу й анемії, а також у порушенні нервово-м'язової провідності й розвитку міастенії (м'язова слабкість, швидка втомлюваність).

Епіфіз

Епіфіз (шишкоподібна залоза) розвивається з даху третього шлуночка під заднім кінцем мозолистого тіла і прикріплений повідцями до обох таламусів. Округлої форми, маса не перевищує 0,2 г, покритий сполучнотканинною капсулою, від якої усередину залози відходять перегородки, що розділяють її на часточки. Часточки епіфіза складаються із клітин двох типів: залозистих нейросекреторних (пінеалоцитів), що розташовуються у центрі часточки, і гліальних, що знаходяться переважно на периферії.

Однією із найбільш характерних особливостей епіфіза є його здатність трансформувати нервові імпульси, що надходять від сітківки ока, в інкреторний процес. В епіфізі утворюються кілька біологічно активних сполук, найбільш важливі з яких дві: серотонін і його похідне мелатонін (обидві утворюються із амінокислоти триптофану). Мелатонін і серотонін через кровоносну систему і церебральну рідину надходять у гіпоталамус, де змінюють утворення рилізинг-гормонів залежно від освітлення. Крім того, мелатонін здійснює і прямий гальмувальний вплив на гіпофіз: під його дією гальмується секреція гонадотропінів, гормонів росту, тиреотропного гормону, АКТГ.

Регулювання активності епіфіза світлом відбувається так. Основним стимулятором секреції мелатоніну є нейротрансмітер адренергічних нейронів норадреналін (через -адренергічні рецептори пінеалоцитів). Світловий сигнал передається не тільки через шляхи зорової сенсорної системиале й через прегангліонарні волокна до верхнього шийного симпатичного вузла, частина відростків якого закінчується на клітинах епіфіза. Світло інгібує викид норадреналіну симпатичними нервами, які контактують із пінеалоцитами епіфіза. Саме так світло гальмує утворення мелатоніну, внаслідок чого збільшується секреція серотоніну. Навпаки, в темряві утворення норадреналіну, а значить і мелатоніну зростає. Тому з 23-ї до 7-ї години синтезується приблизно 70% добової кількості мелатоніну. Секреція мелатоніну посилюється і в разі стресу.

Гальмівний вплив мелатоніну на продукцію статевих гормонів проявляється у тому, що у хлопчиків на початку статевого дозрівання різко падає його рівень у крові. Можливо, у зв'язку з тим, що сумарна добова освітленість у південних регіонах вища, статеве дозрівання тут настає у більш ранньому віці.

Але епіфіз продовжує впливати на рівень статевих гормонів і в дорослих. Так, у жінок найбільший рівень мелатоніну спостерігається у період менструації, а найменший - під час овуляції. У разі ослаблення мелатонінсинтезувальної функції епіфіза спостерігається підвищення потенції.

Епіфіз вважають своєрідним "біологічним годинником". Багато в чому самє його впливом зумовлюються циркадні і сезонні ритми активності гонадотропних гормонів, гормонів росту, кортикотропного тощо.