Miadelets-OD_Gistologiia_tsitologiia_i_embriologiia_cheloveka_Ch-2_2016

Лангерганса поджелудочной железы и др.). 3) одиночных гормонпродуцирующих клеток, расположенных диффузно в различных органах. Совокупность таких клеток образует так называемую диффузную эндокринную

систему (ДЭС).

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

Несмотря на различия в строении, все эндокринные железы имеют общие морфофункциональные признаки.

1.Эти железы не имеют выводных протоков, т.к. выделяют секреты (гормоны) непосредственно в кровь, лимфу или окружающую клетки тканевую жидкость.

2.В связи с этим они богато кровоснабжаются.

3.Т.к. секрет эндокринных желез должен быстро достигать регулируемых органов, тканей или клеток, для облегчения выхода гормонов в кровь капилляры эндокринных желез являются капиллярами или фенестрированного, или синусоидного типа.

4.Эндокринные железы относятся к органам паренхиматозного типа и

вбольшинстве случаев образованы эпителиальной тканью, формирующей тяжи или фолликулы. Наряду с этим, в ряде эндокринных желез и ткани других типов могут являться функционально ведущими. Так, например, в гипоталамусе и эпифизе таковой является нервная ткань. Юкстагломерулярные клетки почки, вырабатывающие ренин, и эндокринные кардиомиоциты миокарда, продуцирующие натрийуретический фактор, относятся к мышечным тканям, а интерстициальные клетки почек и гонад, адипоциты жировой ткани являются соединительнотканными клетками.

5.В эндокринных органах преобладает паренхима, строма же развита слабее, т.е. эти органы построены экономно.

6.Секреты эндокринных органов (гормоны, гормоноиды и другие биологически активные вещества) оказывают на мишени выраженные эффекты в малых количествах.

7.Имеются некоторые общие принципы строения гормонпродуцирующих клеток, входящих в состав эндокринных образований.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ. Строение эндокриноцитов, входящих в состав эндокринных желез, во многом зависит от химического строения гормона. Все вырабатываемые эндокринными железами и клетками гормоны можно разделить на три группы.

1. Гормоны белковой, гликопротеиновой и полипептидной природы.

Таковыми являются гормоны гипофиза, гипоталамуса, поджелудочной и

131

некоторых других желез.

2.Гормоны - производные аминокислот. К ним относятся гормоны щитовидной железы тироксин и трийодтиронин, гормон мозгового вещества надпочечников адреналин, серотонин, мелатонин, вырабатываемый многими эндокринными железами и клетками, и др.

3.Стероидные гормоны. Это гормоны-производные холестерола. К стероидным гормонам относятся половые гормоны, гормоны коры надпочечников, витамин D3 (кальцитриол).

Вдальнейшем будет продемонстрирована зависимость строения эндокринных клеток, составляющих эндокринную железу, и их секреторного цикла от химической природы вырабатываемых гормонов.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ. Попадая в кровь (лимфу, тканевую жидкость), гормоны с ее током достигают регулируемых клеток, тканей, органов, которые называются мишенями. Таким образом, молекулы гормона являются первичными посредниками (мессенджерами) между эндокринной железой и ее мишенью. Можно выделить два основных механизма действия гормонов:

1.Гормон представляет собой полярную молекулу, которая не может проникнуть в клетку через ее оболочку. В этом случае гормон взаимодействует с поверхностными рецепторами клеток и изменяет пространственную конфигурацию этих рецепторов. Рецепторы являются трансмембранными белками и, как правило, относятся либо к рецепторам, связанным с G- белками, либо к каталитическим рецепторам. G-белки активируют или ингибируют ряд внутриклеточных эффекторов, в том числе и ферменты, выра-

батывающие вторичные, внутриклеточные посредники (циклический АМФ, циклический ГМФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерол и др.) и изменяющие внутриклеточный метаболизм. Такими ферментами, например, являются фосфодиэстераза, фосфолипазы, аденилатциклаза.

Каталитические рецепторы состоят из поверхностной рецепторной, трансмембранной и внутренней каталитической частей. При связывании гормона с таким рецептором активируется каталитическая субъединица, запускающая в клетке каскад биохимических реакций. Примером такого трансмембранного каталитического рецептора-фермента является тирозинкиназа, включающая в клетке фосфорилирование компонентов так называемого ras-каскада и как итог - транскрипцию генов, обеспечивающих пролиферацию. Через каталитические рецепторы свое действие на клетку оказывают инсулин, факторы роста и некоторые другие полипептидные гормоны. Мутации генов ras-каскада приводят к злокачественному росту клеток.

2.При реализации второго механизма гормон вследствие своей непо-

132

лярности и липофильности проникает в клетку, связывается с внутриклеточным белком-рецептором и вместе с ним транспортируется в ядро клетки, где изменяет активность соответствующих генов. Это ведет к изменению метаболизма клетки. Для таких гормонов в ядре клеток-мишеней существуют ядерные рецепторы. Они состоят из двух частей: 1) участка, связывающего гормон, и 2) участка, являющегося фактором транскрипции и взаимодействующего со специфическими последовательностями ДНК клетки-мишени. Эти же гормоны могут действовать на органеллы клетки. Например, митохондрии являются мишенями для тиреоидных гормонов. В таком случае рецепторы к гормону имеются и на мембранах органелл. Ко второй группе гормонов относятся жирорастворимые неполярные стероидные, тиреоидные гормоны, витамин D3, которые благодаря липотропным свойствам легко проникают внутрь клетки через ее оболочку.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

I.КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ИЕРАРХИЧЕСКОМУ ПРИНЦИПУ

1.Центральные эндокринные органы. К этим органам относятся ги-

поталамус, эпифиз и гипофиз. Они переключают нервные влияния на эндокринные, осуществляют контроль за деятельностью других (периферических) эндокринных желез.

2.Периферические эндокринные органы. Эти эндокринные железы осуществляют непосредственный контроль над важнейшими функциями организма. В зависимости от того, находятся или не находятся они под регулирующим влиянием гипофиза, периферические эндокринные железы делятся на две группы:

2.1.Аденогипофизнезависимые периферические эндокринные железы и эндокринные клетки. К ним относятся: С-тироциты (парафолликулярные клетки) щитовидной железы, паращитовидные железы, мозговое вещество надпочечников, островковый аппарат поджелудочной железы, ретикулоэпителиоциты тимуса, клубочковая зона коры надпочечника, большинство эндокринных клеток ДЭС.

2.2.Периферические эндокринные железы, зависимые от аденоги-

пофиза. Регулирующее влияние аденогипофиза испытывают на себе Т- тироциты щитовидной железы, пучковая и сетчатая зоны коры надпочечников, эндокриноциты мужских и женских половых желез.

II. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ (ИСТОЧНИКАМ РАЗВИТИЯ)

1. Эндокринные железы и клетки, развивающиеся из энтодермы.

а) бранхиогенная группа желез - эндокринные железы, происходящие

133

из эпителия глоточных карманов и близких к ним зачатков: Т-тироциты щитовидной железы, паращитовидные железы, тимус;

б) островки Лангерганса поджелудочной железы; в) одиночные эндокриноциты ДЭС пищеварительного тракта и возду-

хоносных путей (по другим представлениям, эндокриноциты ДЭС воздухоносных путей относятся к производным кожной эктодермы).

2.Эндокринные железы и клетки, развивающиеся из эктодермы и нейроэктодермы:

а) группа мозговых придатков - гипоталамус, гипофиз, эпифиз; б) мозговое вещество надпочечников, параганглии; в) кальцитониноциты щитовидной железы;

г) клетки Меркеля эпидермиса и эпителия волосяных фолликулов.

3.Эндокринные железы и клетки, развивающиеся из мезодермы и мезенхимы:

а) корковое вещество надпочечников; б) эндокриноциты половых желез; в) секреторные кардиомиоциты сердца; г) юкстагломерулярные клетки почки.

III. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО УРОВНЮ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

1)эндокринные органы (щитовидная и паращитовидные железы, надпочечник, гипофиз, эпифиз);

2)эндокринные части или ткани в составе органов, сочетающих эн-

докринные и неэндокринные функции (гипоталамус, островки Лангерганса поджелудочной железы, ретикулоэпителий и (возможно) тельца Гассаля тимуса, клетки Сертоли извитых семенных канальцев яичка и фолликулярный эпителий яичника);

3)клетки диффузной эндокринной системы (ДЭС).

ВЗАИМОСВЯЗЬ ЭНДОКРИННОЙ И НЕРВНОЙ СИСТЕМ

Как две регуляторные системы организма, эндокринная и нервная систем, тесно взаимодействуют при выполнении своих функций. У этих двух систем общий принцип регуляции функций клеток, тканей и органов, который заключается в синтезе и секреции регуляторных молекул - гормонов и нейромедиаторов. Разница между этими группами регуляторов не всегда резкая и заключается в том, что эндокринная система осуществляет гуморальную регуляцию в большинстве случаев по принципу эндокринии, тогда как нейроны выделяют свои нейромедиаторы в синаптические щели и действуют на контактирующие с ними другие клетки (ауто- и паракриния).

134

Наиболее тесная интеграция нервной и эндокринной систем осуществляется на уровне гипоталамуса. С одной стороны, гипоталамус является частью нервной системы, с другой - центральным органом эндокринной системы. В ядрах переднего и среднего гипоталамуса содержатся нейросекреторные нейроны, которые совмещают функции нервной и эндокринной клетки. Секретируемые ими нейрогормоны могут выступать в роли нейромедиаторов.

В последнее время установлена способность нейронов центральной нервной системы вырабатывать некоторые гормоны периферических эндокринных желез.

Выработка гормонов эндокринными железами тонко регулируется нервной системой. Каждая эндокринная железа богато иннервируется.

Примером тесной интеграции нервной и эндокринной систем является и мозговое вещество надпочечников, которое имеет единый источник развития с нервными ганглиями (ганглиозная пластинка) и продуцирует как гормон адреналин, так и нейромедиатор симпатической нервной системы

норадреналин.

Таким образом, тесное взаимодействие двух регуляторных систем - нервной и эндокринной - можно проследить на различных уровнях.

ГИПОТАЛАМУС

ФУНКЦИИ. Гипоталамус является центром регуляции вегетативных функций (надсегментарный центр симпатического и парасимпатическо-

го отделов ВНС) и высшим эндокринным центром. Он оказывает трансаденогипофизарное влияние (через стимуляцию выработки гипофизом тропных гормонов) на аденогипофиззависимые эндокринные железы и парааденогипофизарное влияние на аденогипофизнезависимые периферические эндокринные железы. Гипоталамус осуществляет контроль над всеми висцеральными функциями организма, объединяет нервные и эндокринные механизмы регуляции. Субстратом этого объединения являются нейросекреторные нейроциты, формирующие в гипоталамусе ядра. Вместе с гипофизом гипоталамус формирует структурно и функционально единую гипоталамо-

гипофизарную систему.

ИСТОЧНИКИ РАЗВИТИЯ. Источником развития гипоталамуса является нейроэктодерма - краниальный отдел нервной трубки. В результате миграционных процессов, совершаемых нейробластами II мозгового пузыря, дающего промежуточный мозг, ко 2-му месяцу эмбриогенеза формируются крупноклеточные, а к 3-4-му месяцу - большинство мелкоклеточных ядер. К 4-5-му месяцу дифференцируются нейроны крупноклеточных, а к 5-6-му месяцу - нейроны мелкоклеточных ядер.

135

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ. Гипоталамус занимает базальную часть промежуточного мозга. Он находится под зрительным бугром (таламусом), окружая нижнюю часть 3-го желудочка головного мозга. Полость 3- го желудочка продолжается в воронку, направленную в сторону гипофиза. Стенка этой воронки называется гипофизарной ножкой. На дистальном конце она продолжается в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз). Кпере-

ди от гипофизарной ножки утолщение дна 3-го желудочка образует средин-

ное возвышение (медиальную эминенцию), содержащую первичную капиллярную сеть. В гипоталамусе выделяют передний, средний (медиобазальный) и задний отделы.

Основной частью гипоталамуса являются нервные и нейросекреторные клетки (нейроэндокриноциты). Они образуют более 30 (до 40) ядер (Рис. 16.2).

исследовании в пептидхолинергических нейронах выявляются сильно развитый белоксинтезирующий и секреторный аппараты, нейросекреторные гранулы и синаптические пузырьки, что свидетельствует о параллельном образовании нейрогормонов и нейромедиаторов. На перикарионе нейросекреторных клеток образуется большое количество интернейрональных синапсов, свидетельствующих о включении данных клеток в рефлекторные дуги. Аксоны пептидхолинергических нейроцитов через гипофизарную ножку на-

136

правляются в заднюю долю гипофиза и образуют там синапсы на кровеносных сосудах (нейрососудистые синапсы, Рис. 16.3). Нейроны супраоптиче-

ских ядер секретируют в основном антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин, в меньшем количестве - окситоцин. Эти гормоны с помощью аксотока транспортируются по аксонам в заднюю долю гипофиза и накапливаются в расширениях аксонов, которые лежат выше нейрососудистого си-

напса и называются претерминальными расширениями аксона (накопительными тельцами Херринга). При необходимо-

Рис. 16.3. Гипоталамогипофизарная система и действие тропных гормонов на органымишени (по Б.В. Алешину).

1 – зрительный перекрест; 2 - медиальное возвышение с первичной капиллярной сетью; 3 – полость III желудочка, проекция некоторых ядер на стенку этого желудочка; 4 –супраоптическое ядро; 5 – переднее гипоталамическое ядро (преоптическая зона гипоталамуса; 6 – паравентрикулярное ядро; 7

– аркуатно-медиобазальный комплекс медиобазального гипоталамуса; 8 – нейросекреторные пептидадренергические нейроны медиобазального гипоталамуса, секретирующие рилизинг-факторы в первичную капиллярную сеть; 9 – адренергические нейроны медиобазального гипоталамуса, дающие начало нисходящим эфферентным путям (парагипофизарная передача гипоталамических импульсов регулируемым эффекторам; 10 – таламус; 11 – воронка III желудочка и гипофизарная ножка; 12 – задняя доля гипофиза; 13 – накопительное тельце Херринга (окончания аксонов нейросекреторных нейронов переднего гипоталамуса – супраоптического и

паравентрикулярного ядер - на капиллярах задней доли гипофиза); 14 – средняя доля гипофиза; 15 – гипофизарная щель; 16 – передняя доля гипофиза со вторичной капиллярной сетью; 17 – портальная (воротная) вена; 18 – туберальная часть аденогипофиза. Аденогипофизарные гормоны: СТГ – соматотропный гормон; ЛГ – лютеинизирующий гормон, лютропин; ФСГ – фолликулостимулирующий гормон,

137

фоллитропин; ТТГ – тиротропный гормон, тиротропин; ЛТГ – лактотропный гормон, лактотропин, ммаммотропин Гормоны, содержащиеся в задней доле гипофиза: Окс – окситоцин; АДГ – антидиуретический гормон. Э – эстрогены; ПГ – прогестерон

сти гормоны из накопительного тельца Херринга поступают к нейрогемальным синапсам, где имеются терминальные расширения аксона, а затем в кровь (Рис. 16.4). В тельцах Херринга депонируется около 60%, в терминальных расширениях аксона – 30% всех гранул. Органамимишенями АДГ являются почки и артериолы. В почках он усиливает реабсорбцию воды в кровь (это происходит в канальцах нефрона и собирательных трубочках, в которых вазопрессин действует на аквапорины - водные каналы, увеличивая их проницаемость для воды) и тем самым уменьшает объем мочи, вызывая задержку жидкости в организме, увеличение объема циркулирующей жидкости, повышение артериального давления и снижение диуреза. Этим эффектом обусловлено первое название гормона - АДГ.

Рис. 16.4. Перемещение и накопление нейросекреторных гранул в аксонных расширениях и связанных с капиллярами терминалях крупноклеточных нейронов в задней доле гипофиза. Относительное распределение гранул между аксонами, субтерминальными расширениями (тельцами Херринга) и терминальными расширениями аксона (по Дж. Моррис)

В артериолах гормон вызывает сокращение гладких миоцитов мышечной оболочки и повышение АД, отсюда его второе название (вазопрессин). При генетически обусловленных нарушениях выработки АДГ в гипоталамусе или вследствие дефекта в почках рецепторов к нему (аквапоринов) реаб-

138

сорбция воды в почках резко падает, что ведет к развитию несахарного диабета (соответственно центрального и периферического генеза).

Кроме описанных эффектов, вазопрессин оказывает действие на печень (стимулирует гликогенолиз), тромбоциты (вызывает их агрегацию), изменяет активность ряда нейронов ЦНС, модулирует секрецию аденогипофизом АКТГ, пролактина и -эндорфина. Он также участвует в формировании сексуального поведения. Имеются отчетливые половые различия в продукции вазопрессина.

Паравентрикулярные ядра наряду с крупными пептидхолинергическими нейронами содержат мелкие пептидадренергические нейроны. В связи с этим данные ядра подразделяются на две части: центральную крупноклеточную и периферическую мелкоклеточную. Пептидхолинергические нейроны вырабатывают гормоны вазопрессин и окситоцин (продукция последнего здесь существенно преобладает), которые поступают по аксонам в тельца Херринга задней доли гипофиза. Некоторые наиболее крупные пептидергические нейроны посылают свои аксоны к 3-му желудочку, которые вступают в тесный контакт с эпендимоцитами, его выстилающими. Это может свидетельствовать о секреции нейрогормонов в ликвор.

Вженском организме окситоцин действует на два органа-мишени:

1.Вызывает синхронное сокращение мускулатуры матки во время родов и при коитусе.

2.Приводит к сокращению миоэпителиоцитов в ацинусах молочной железы, что усиливает выделение молока во время кормления ребенка.

Кроме того, и в женском, и в мужском организме этот гормон способствует формированию полового влечения (либидо). У мужчин окситоцин обусловливает эрекцию полового члена и стимулирует моторику половых путей при половом сношении. Поэтому этот гормон часто называют гормо-

ном любви и материнства.

Пептидадренергические нейроны паравентрикулярных ядер направляют свои аксоны в срединное возвышение (медиальную эминенцию), где образуют нейро-гемальные синапсы на капиллярах первичной капиллярной сети. Эти нейроны паравентрикулярных ядер вырабатывают рилизинг-факторы

(либерины, статины, см. ниже).

СРЕДНИЙ ОТДЕЛ ГИПОТАЛАМУСА (МЕДИО-БАЗАЛЬНЫЙ И ТУБЕРАЛЬНЫЙ ГИПОТАЛАМУС) содержит ряд мелкоклеточных ядер, состоящих как из мелких нейросекреторных пептидадренергических, так и из адренергических нейронов. Наиболее важны аркуатное и вентромедиаль-

ное ядра, образующие так называемый аркуатно-медиобазальный ком-

плекс. Нейросекреторные ядра этих клеток вырабатывают аденогипофизо-

тропные гормоны (рилизинг-гормоны, либерины и статины), регули-

рующие функцию аденогипофиза. Аксоны этих клеток идут к медиальной

139

эминенции, где заканчиваются нейро-гемальными синапсами на капиллярах первичной капиллярной сети (см. рис. 16.3). Помимо этого, часть аксонов направляется к III желудочку, проникает между выстилающими его эпендимоглиоцитами и секретирует нейрогормоны в ликвор. Из ликвора нейрогормоны могут обратно транспортироваться в кровь гемокапилляров срединного возвышения, связывая между собой две жидкостные системы мозга.

Гипофизотропные рилизинг-гормоны являются олигопептидами и подразделяются на две группы: либерины усиливают секрецию гормонов аденогипофизом, статины тормозят ее. Эти гормоны попадают в сосуды первичной капиллярной сети медиальной эминенции, а затем в аденогипофиз, где оказывают свое действие. В настоящее время выделено несколько либеринов и статинов. Из либеринов выделены гонадолиберин, кортиколиберин, соматолиберин. В то же время, описаны только два статина: соматостатин и пролактиностатин. Соматостатин подавляет синтез гипофизом не только гормона роста, но и других гормонов: адренокортикотропина (АКТГ) и тиротропина. Он угнетает секрецию и некоторых гормонов периферических желез (инсулина и глюкагона поджелудочной железой, ренина почками, гормонов дисперсной эндокринной системы). Существует и альтернативная точка зрения, что для каждого тропного гормона аденогипофиза существует своя регуляторная пара либерин-статин.

В последнее время в нейронах гипоталамуса выявлены гормоны аденогипофиза: маммотропин, меланотропин, липотропин, тиротропин, лютеотропин, адренокортикотропин.

ЗАДНИЙ ГИПОТАЛАМУС включает маммилярные и перифорникальное ядра. Он не вырабатывает гормоны, а через нервные связи регулирует содержание глюкозы в крови и ряд поведенческих реакций.

РЕГУЛЯЦИЯ ГИПОТАЛАМУСОМ ФУНКЦИЙ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ. Гипоталамус регулирует функции периферических эндокринных органов и образований двумя основными путями:

1)Трансаденогипофизарно. В этом случае регуляция осуществляется путем синтеза аденогипофизотропных либеринов и статинов, которые изменяют продукцию аденогипофизарных (тропных) гормонов. В свою очередь, последние, действуя на периферические аденогипофиззависимые эндокринные органы, изменяют их функции.

2)Парагипофизарно. При этом нейроны ядер гипоталамуса изменяют активность симпатических и парасимпатических центров (например, дорзального ядра блуждающего нерва), участвующих в иннервации периферических аденогипофизнезависимых эндокринных образований.

РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ГИПОТАЛАМУСА НЕРВНОЙ И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМАМИ

140