Miadelets-OD_Gistologiia_tsitologiia_i_embriologiia_cheloveka_Ch-2_2016

ФУНКЦИИ. У низших животных (анамнии) эпифиз выполняет фоторецепторную функцию (“третий глаз”). В связи с этим пинеалоциты у них имеют строение, напоминающее строение фоторецепторных клеток сетчатки. У высших позвоночных эта функция теряется, но, тем не менее, сохраняется чувствительность органа к свету (свет подавляет функции эпифиза и выработку им мелатонина). Эпифиз имеет отношение к регуляции суточных ритмов физиологической активности организма, связанных с уровнем освещенности. С эпифизом связывают следующие виды гормональной активности.

Выработка гормонов серотонина и мелатонина. Эти гормоны регулируют “биологические часы” организма. Гормоны являются производными аминокислоты триптофана (индоламины). Вначале из аминокислоты триптофана синтезируется серотонин, а из последнего образуется мелатонин. Мелатонин является антагонистом меланоцитстимулирующего гормона гипофиза. Он продуцируется в ночное время, тормозит секрецию гонадолиберина, тиреоидных гормонов, гормонов надпочечника, гормона роста, настраивает организм на отдых. У мальчиков содержание мелатонина снижается при половом созревании. У женщин наибольший уровень мелатонина определяется в менструацию, наименьший - при овуляции. Продукция серотонина существенно преобладает в дневное время. При этом солнечный свет переключает синтетические процессы с образования мелатонина на синтез серотонина, что ведет к пробуждению и бодрствованию организма (серотонин является активатором многих биологических процессов).

Помимо индоламинов, эпифиз вырабатывает также порядка 40 гормонов пептидной природы, из которых наиболее изучены следующие:

а) гормон, регулирующий обмен кальция; б) гормон аргининвазотоцин, регулирующий тонус артерий и угнетающий секрецию гипофизом ФСГ и ЛГ; в) эпифизарный антигонадотропин; г) ряд либеринов и статинов. Некоторые исследователи указывают на существование эпиталамоэпифизарной системы, дополняющей и дублирующей гипоталамоаденогипофизарную систему. Эта система, так же, как и гипоталамоаденогипофизарная система, регулирует функции периферических эндокринных органов, однако только в экстремальных условиях. Поэтому принято считать, что эпифиз участвует в поддержании гомеостаза организма в экстремальных ситуациях.

Показано, что гормоны эпифиза подавляют развитие злокачественных опухолей, а также стимулируют иммунную систему организма. Кроме того, они обладают способностью замедлять старение организма в связи с тем, что обладают выраженным антиоксидантным эффектом. Как отмечалось, свет подавляет, а темнота стимулирует функции эпифиза. Действие света на эпифиз реализуется через следующий нейронный путь: сетчатка глаза

151

ретино-гипоталамический тракт спинной мозг симпатические ганглии эпифиз.

Таким образом, функциональная активность эпифиза наиболее выражена в детском возрасте. В это время он предотвращает преждевременное половое созревание с тем, чтобы организм ребенка окончательно сформировался физически. Функции эпифиза подавляются световым воздействием. Возможно, отменой избыточной инсоляцией угнетающего действия эпифиза на гонады объясняется более раннее половое созревание детей в южных странах. Избыточная инсоляция организма, очевидно, неблагоприятна в отношении возникновения злокачественных опухолей и старения, поскольку она отменяет подавляющее влияние эпифиза на злокачественный рост и антиоксидантный эффект органа.

НАДПОЧЕЧНИКИ

ФУНКЦИИ. 1. Выработка гормонов минералокортикоидов (альдостерона, дезоксикортикостерона ацетата и др.), регулирующих водно-

солевой обмен, а также активирующих воспалительные и иммунные реакции. Минералокортикоиды стимулируют реабсорбцию натрия почками, что ведет к задержке в организме воды и к повышению артериального давления. Альдостерон включен в деятельность функциональной системы, осуществляющей ауторегуляцию сосудистого тонуса и артериального давления - ре-

нин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС).

2.Выработка гормонов глюкокортикоидов (кортизола, гидрокорти-

зона и др.). Эти гормоны повышают уровень глюкозы в крови за счет синтеза ее печенью и почками из продуктов распада жиров и белков (глюконеогенез). Распад жиров и белков также стимулируется этими гормонами во всех органах, за исключением печени, где глюкокортикоиды, наоборот, стимулируют биосинтез белков. Глюконеогенез играет важную роль при стрессе, когда идет быстрый распад гликогена, запасенного в депо (печени). Поскольку головной мозг удовлетворяет свои энерготраты исключительно за счет глюкозы, глюконеогенез, таким образом, обеспечивает его необходимым продуктом питания и способствует выживанию организма. Глюкокортикоиды подавляют воспалительные и иммунные реакции, биосинтез коллагена, что используется в медицине для угнетения аутоиммунных, аллергических реакций, отторжения трансплантатов, предупреждения развития фиброза органов и т.д. Синтез и секреция глюкокортикоидов резко возрастает при стрессе. Этот процесс активируется гормоном аденогипофиза АКТГ, который, в свою очередь, продуцируется под стимулирующим влиянием кортиколиберина гипоталамуса.

3.Выработка половых гормонов, в основном андрогенов (дегидро-

152

эпиандростерона и андростендиона), которые имеют слабо выраженный андрогенный эффект, но, выделяясь при продолжительном стрессе, стимулируют рост скелетной мускулатуры. Выработку и секрецию андрогенов стимулирует АКТГ. Таким образом, гормоны пучковой и сетчатой зон надпочечников обеспечивают реализацию адаптивных реакций при долговременном стрессе.

4.Мозговое вещество продуцирует катехоламины (гормон адреналин

инейромедиатор норадреналин), которые выделяются в кровь при стрессе и оказывают похожие эффекты, названные американским физиологом У. Кенноном “обеспечением борьбы и бегства”. Данные вещества мобилизируют все ресурсы организма в экстремальных ситуациях для сохранения работоспособности, а иногда и выживания, т.е. обеспечивают немедленное приспособление организма к стрессорным воздействиям. При этом в организме возникают следующие эффекты: увеличивается число сердечных сокращений, усиливается сократительная способность миокарда: повышается АД; усиливается расщепление гликогена в депо до глюкозы и ее уровень в крови; в клетках и тканях активируются ферменты метаболизма глюкозы, которая используется для получения энергии; усиливается распад жиров в жировых депо и активируются ферменты их метаболизма в клетках и тканях с целью образования большого количества энергии. Происходит сокращение сосудов внутренних органов и, напротив, расширение сосудов сердца, мышц, мозга, т.е. органов, наиболее интенсивно функционирующих при стрессе. Расширяются зрачки, обостряются органы чувств. Расслабляются миоциты мышечной пластинки воздухоносных путей, углубляется и учащается дыхание; расслабляется гладкая мускулатура желудочно-кишечного тракта с одновременным сокращением мускулатуры его сфинктеров. Таким образом, катехоламины обеспечивают срочную адаптацию к стресс-реакциям.

Одновременно с адреналином и норадреналином выбрасываются содержащиеся вместе с ними в гранулах хромаффиноцитов некоторые факторы роста и энкефалины. Факторы роста включаются в действие при затяжном стрессе и препятствуют избыточным катаболическим процессам, а энкефалины подавляют болевые ощущения, которые могут сопровождать стресс и отвлекать от борьбы за выживание. Эти же гормоны паракринно регулируют секрецию хромаффиноцитов.

Таким образом, надпочечники являются жизненно важными органами, их полное удаление или разрушение патологическим процессом приводит к несовместимым с жизнью изменениям и смерти.

РАЗВИТИЕ. Корковое вещество надпочечников развивается из висцерального листка спланхнотома между первичными почками. Вначале на 4-5- й неделях эмбриогенеза образуется первичная кора, сформированная крупными клетками с оксифильной цитоплазмой. Источник развития коры над-

153

почечника находится вблизи от закладки гонад, поэтому понятна его способность вырабатывать половые гормоны. Мозговое вещество образуется из мигрирующих в закладку надпочечников клеток ганглиозных пластинок

(нервного гребня) – хромаффинобластов и симпатобластов, которые формируют так называемые “мозговые шары”, являющиеся закладкой будущего мозгового вещества. Хромаффинобласты дают начало хромаффинным клеткам мозгового вещества, а симпатобласты превращаются в ганглиозные и поддерживающие клетки. Развитие мозгового вещества идет значительно медленнее, чем развитие коркового вещества, и даже к моменту рождения оно не приобретает дефинитивного строения.

В последующем первичная кора разделяется на фетальную и дефинитивную. Дефинитивная кора в виде узкой полоски лежит снаружи, фетальная кора широкая, располагается центрально. Основным гормоном, продуцируемым фетальной корой, является дегидроэпиандростерон сульфат. Этот гормон служит для образования эстрогенов в плаценте. Одновременно вырабатываемый плацентой прогестерон, поступая в фетальную кору, превращается в кортикостероиды. Эти данные свидетельствуют о функциональном единстве фетальных надпочечников и плаценты. В последующем происходит рост дефинитивной коры и разделение ее на зоны.

К моменту рождения надпочечник не завершает своего развития. В первые годы (до 3-х лет) сохраняется разрушающаяся фетальная кора и формируется сетчатая зона. Окончательное формирование надпочечника завершается к половому созреванию. Таким образом, в надпочечнике два отдела объединяются в один орган, но генетически и функционально это практически две разные железы. Интересно, что у низших животных корковое и мозговое вещество не объединены и являются самостоятельными органами. Объединение их происходит, начиная с земноводных.

СТРОЕНИЕ. Надпочечники - парные паренхиматозные органы зонального типа. Они отчетливо подразделяются на две структурно и функционально различные зоны: корковое (снаружи) и мозговое (внутри) вещество. Соотношение этих частей в среднем составляет 10:1. В свою очередь, корковое вещество также состоит из нескольких зон (Рис.16.9).

Снаружи надпочечники покрыты капсулой из плотной волокнистой неоформленной соединительной ткани, от которой вглубь отходят тонкие прослойки РСТ (трабекулы, или септы).

154

Рис. 16.9. Строение надпочечника.

I - капсула; II – корковое

вещество; III – мозговое вещество.

1 – интрамуральный вегетативный ганглий; 2 – вена; 3 – субкапсулярный слой; 4 – клубочковая зона; 5 – суданофобный слой; 6 - пучковая зона (размеры искусственно уменьшены); 7– сетчатая зона; 8 – синусоиды

В трабекулах могут содержаться гладкие миоциты. В капсуле также обнаруживаются гладкие миоциты, а кроме того, находятся вегетативные ганглии, скопления жировых клеток, нервы, сосуды. Капсула и прослойки РСТ образуют строму органа. В септах содержатся тонкие ретикулярные волокна, окружающие паренхиматозные клетки в виде сети. Паренхима представлена совокупностью клеток кортико-

стероцитов в корковом и хромаффинных кле-

ток (хромаффиноци-

тов) в мозговом веществе. Корковое вещество

подразделяется на несколько зон.

1. Клубочковая зона. Составляет около 10% коры и образована небольшими кортикостероцитами, формирующими клубочки либо арки. В кортикостероцитах умеренно развиты гладкая ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии двух разновидностей: с трубчатыми и пластинчатыми кристами. Гладкая ЭПС и митохондрии - место синтеза кортикостероидных гормонов

155

(общее название гормонов коры надпочечников, имеющих стероидную природу). Хорошо развит цитоскелет, представленный расположенными под плазмолеммой актиновыми микрофиламентами. В клетках содержится небольшое количество включений холестерола, который используется для синтеза кортикостероидных гормонов. У человека клубочковая зона прерывистая, имеются участки, где она отсутствует, и тогда кора сразу начинается с пучковой зоны.

Функция клубочковой зоны - выработка минералокортикоидов. Имеются особенности синтетической активности клубочковых кортикостероцитов. В отличие от кортикостероцитов пучковой зоны (см. ниже) в клетках клубочковой зоны менее развиты органеллы стероидогенеза (агранулярная ЭПС и митохондрии), меньше и включений холестерола. Это связано с тем, что клубочковые кортикостероциты осуществляют не все реакции биосинтеза гормонов. В них в основном завершается биосинтез минералокортикоидов из предшественника кортикостерона, который поступает из пучковой зоны. Продукция минералокортикоидов регулируется, во-первых, ренинангиотензинальдостероновой системой (см. Выделительную систему), во-вторых, кортикотропинрилизингфактором гипоталамуса, который стимулирует продукцию адренокортикотропина (АКТГ) передней долей гипофиза (в меньшей степени). Секреция этих гормонов по принципу обратной связи регулируется уровнем минералокортикоидов в крови.

2.Пучковая зона. Это наиболее выраженная зона коры (занимает 75%

ееобъема). Она образована оксифильными кортикостероцитами крупных размеров, формирующими трабекулы, или пучки. Между пучками кортикостероцитов в тонких прослойках РВНСТ лежат синусоидные гемокапилляры. Различают два вида пучковых кортикостероцитов: темные и светлые. Это один тип клеток, находящихся в разных функциональных состояниях. Цитоплазма пучковых кортикостероцитов выглядит вакуолизированной, что связано с большим содержанием холестериновых включений, которые удаляются при обработке препаратов. При стрессе количество их снижается, часто существенно. Поэтому клетки часто имеют вид губки, что объясняет используемое иногда по отношению к ним название «губчатые» кортико-

стероциты.

Для ультраструктуры кортикостероцитов пучковой зоны характерно особое строение митохондрий: они имеют крупные и гигантские размеры, кристы сильно развиты и в отличие от митохондрий других клеток имеют не пластинчатую, а трубчатую форму (Рис. 16.10). Митохондрии участвуют в одном из этапов биосинтеза стероидных гормонов. Развиты свободные рибосомы, лизосомы, пероксисомы, комплекс Гольджи, гипертрофирована гладкая ЭПС. Гладкая ЭПС занимает около 50% всего объема цитоплазмы и является основной органеллой биосинтеза стероидных гормонов. Ее элемен-

156

ты находятся между другими органеллами. Вокруг липидных включений трубочки агранулярной ЭПС сливаются и формируют цистерны. В пучковых кортикостероцитах хорошо развит цитоскелет. Он представлен актиновыми микрофиламентами, расположенными под плазмолеммой. От этого скопления микрофиламентов отходят нити к митохондриям и липидным включениям, которые могут перемещаться в зоны наиболее активного стероидогенеза. Развиты также микротрубочки.

Рис. 16.10. Схема ультрамикроскопического пучковой зоны коры надпочечника 1 – ядро кортикостероцита; 2 –

комплекс Гольджи; 3 – митохондрии с трубчатыми кристами; 4 – липидные включения; 5 – вакуоли; 6 – ядро эндотелиоцита; 7 – просвет капилляра; 8 – перикапиллярное пространство; 9 – гладкая эндоплазматическая сеть

Пучковые кортикоциты содержат большое количество липидных включений, окруженных мембраной, причем в темных клетках их

меньше, чем в светлых. В некоторых клетках эти включения могут занимать почти полностью отдельные участки цитоплазмы.

Между собой пучковые кортикоциты связаны многочисленными нексусами. На обращенной к гемокапиллярам стороне кортикостероцитов имеются выраженные микроворсинки. Гистохимическими методами в клетках выявляется аскорбиновая кислота, участвующая в биосинтезе стероидных гормонов.

Функции пучковой зоны. В пучковой зоне вырабатываются глюкокортикоиды (преимущественно кортизол и кортизон), а также в определенном количестве андрогены.

3. Сетчатая зона занимает около 10-15% всей коры. Она состоит из мелких клеток, которые формируют подобие сети. В клетках содержится относительно небольшое количество липидных включений, развиты гладкая ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии с трубчатыми кристами и свободные рибосомы. В клетках обнаруживается также большое количество лизосом и липофусциновые гранулы. Обилие лизосом, очевидно, связано с тем, что, как предполагается, в сетчатой зоне происходит саморазрушение стареющих

157

кортикостероцитов, мигрирующих сюда из вышележащих зон. В этой зоне часто обнаруживаются кортикоциты в состоянии апоптоза. Находящиеся на границе коркового и мозгового вещества в большом количестве макрофаги осуществляют фагоцитоз апоптозных тел.

В сетчатой зоне образуются глюкокортикоиды и мужские половые гор-

моны, в частности, андростендион и дегидроэпиандростерон, а также в не-

большом количестве женские половые гормоны (эстрогены и прогестерон). Андрогены коры надпочечников, в отличие от андрогенов половых желез, обладают слабо выраженным андрогенным эффектом, однако их анаболический эффект на скелетную мускулатуру сохранен, что имеет важное адаптивное значение. При опухолях, возникающих из клеток сетчатой зоны, содержание в крови этих гормонов резко увеличивается, что является важным диагностическим признаком. В определенном количестве в сетчатой зоне вырабатываются глюкокортикоиды. Кроме того, здесь вырабатывается ин- терлейкин-1, стимулирующий продукцию глюкокортикоидов.

Таким образом, функции пучковой и сетчатой зон надпочечника похожие. Соотношение этих двух зон может быть различно в условиях нормы и, особенно, при адаптационных процессах. Показано, что в зависимости от функциональных запросов пучковая зона может в той или иной степени расширяться за счет структурных и функциональных изменений сетчатой зоны, которая при этом может полностью исчезать. Функции обеих зон стимулируются функциональной системой «АКТГ-рилизинг фактор гипота-

ламуса+АКТГ передней доли гипофиза».

Иногда выделяют еще две зоны (слоя) коры.

1. Субкапсулярная зона (слой). Она образована мелкими малодифференцированными кортикостероцитами, играющими для коры роль камбия. 2. Суданофобная зона. Эта зона представлена узким прерывистым участком между клубочковой и пучковой зонами. Кортикоциты здесь не содержат липидов и поэтому не окрашиваются специфическим для них красителем суданом. Клетки зоны мелкие, способные к митозу. Функция зоны состоит в том, что она также является источником регенерации коры.

Биосинтез и секреция стероидных гормонов корой надпочечников не связаны с запасанием их в виде секреторных гранул, поскольку эти гормоны являются жирорастворимыми веществами и легко преодолевают плазмолемму клеток. Поэтому в кортикостероцитах отсутствуют секреторные гранулы. Секреция гормонов коры надпочечников является непрерывным процессом, без фазы накопления секрета.

Иногда на границе с мозговым веществом сохраняются остатки фетальной коры, клетки которой обладают выраженной оксифилией (Х-зона).

Поскольку все три зоны коры надпочечника регулируются системой «АКТГ-рилизинг-фактор+АКТГ», то при длительном лечении воспалитель-

158

ных или аутоиммунных процессов глюкокортикоидами по принципу обратной связи подавляется продукция как АКТГ-рилизинг-фактора, так и АКТГ. Поэтому таким больным нельзя сразу отменять данные лекарственные средства, т.к. это может привести к серьезному нарушению минерального обмена

исмерти больного из-за подавления продукции минералокортикоидов. В этом случае используют тактику поэтапной отмены препаратов.

Морфологические изменения в коре надпочечников при длительных и повторных стрессорных воздействиях. Как было впервые показано

Г. Селье, при длительных стрессорных воздействиях на организм размеры клубочковой, пучковой и сетчатой зон резко увеличиваются, что объясняется стимулирующим действием АКТГ, продуцируемого передней долей гипофиза. Вначале гипертрофируется клубочковая зона, в которой появляются многочисленные митозы. Митотически делящиеся клетки происходят из субкапсулярной и суданофобной зон, которые тесно связаны с клубочковой зоной и многими авторами рассматриваемые как ее составные части. В последующем клетки клубочковой зоны дифференцируются в кортикоциты пучковой и сетчатой зон. Одновременно в кортикостероцитах снижается содержание липидных включений, что свидетельствует о превращении их в гормоны. При этом цитоплазма клеток становится компактной («темные» клетки). Резко увеличиваются размеры гладкой ЭПС, митохондрий и плотность в них крист. Падает содержание аскорбиновой кислоты. Сетчатая зона при стрессе также расширяется, что ведет к усилению выработки мужских половых гормонов, которые стимулируют рост скелетных мышц. Это помогает противостоять повторным стресс-нагрузкам, особенно связанным с физической активностью. При хроническом стрессе могут увеличиваться ядра кортикостероцитов, которые при этом становятся пузырьковидными из-за преобладания эухроматина. Могут появляться гигантские кортикостероциты

икортикостероциты уродливой формы. При этом кортикоциты коркового вещества в значительных количествах продуцируют интерлейкины 1, 6, а

также фактор некроза опухолей (ФНО ), которые аутокринным путем регулируют их собственную секреторную активность.

МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО. У некоторых животных мозговое вещество отделяется от коркового нежной соединительнотканной капсулой из РСТ. У человека граница между двумя зонами неотчетливая. Кроме того, участки коркового вещества могут обнаруживаться в мозговом. В свою очередь, тяжи мозгового вещества проникают в корковое вещество.

Мозговое вещество образовано скоплением хромаффинных клеток (хромаффиноцитов), которые хорошо окрашиваются солями хрома. Эти клетки делятся на два вида. 1) адреноциты - крупные светлые клеткипродуценты гормона адреналина содержат в цитоплазме умеренно электронноплотные гранулы; 2) норадреноциты - темные мелкие хромаффино-

159

циты, содержащие большое число плотных гранул, окруженных по периферии светлым ободком. Эти клетки секретируют норадреналин. Продукция адреналина в мозговом веществе преобладает (80% от всех катехоламинов). Между собой хромаффиноциты связаны десмосомами, плотными контактами и нексусами. А- и НАклетки на обычных срезах идентифицировать трудно, они хорошо различаются только при обработке солями хрома. В цитоплазме хромаффиноцитов имеются органеллы общего назначения. Особенно хорошо развиты комплекс Гольджи и гранулярная ЭПС. Кроме адреналина и норадреналина, являющихся производными аминокислоты тирозина, хромаффиноциты продуцируют и белковые вещества, которые синтезируются в гранулярной ЭПС и упаковываются в гранулы в комплексе Гольджи, а затем выделяются из клеток путем экзоцитоза. Экзоцитоз гранул осуществляется постоянно в умеренных количествах. При стесс-реакции в

хромаффиноцитах гипертрофируются гранулярная ЭПС и комплекс Гольджи, активируются процессы образования гранул и их экзоцитоза.

Кроме катехоламинов, секреторные гранулы хромаффиноцитов содер-

жат белки и полипептиды: хромогранины, энкефалины, эндорфины, вазо-

интестинальный полипептид (ВИП), нейропептид Y, ростовые факторы, иммуномодуляторы (в частности, интерлейкин-1), а также АТФ и липи-

ды. Как полагают, хромогранины обеспечивают осмотическую стабилизацию секреторных гранул клеток и связывают катехоламины. Интерлейкин-1 помимо его иммуномодулирующего действия стимулирует деятельность коры, в частности, пучковой зоны. Регулирующий паракринный эффект на кортикоциты оказывают также упоминавшиеся энкефалины, эндорфины, вазоинтестинальный полипептид, нейропептид Y, ростовые факторы.

В мозговом веществе обнаруживаются вегетативные нейроны (ганглиозные клетки) и опорные клетки - разновидность нейроглии. Своими развитыми отростками они окружают хромаффиноциты.

КРОВОСНАБЖЕНИЕ. Артерии, входящие в капсулу, распадаются до артериол, образующих субкапсулярную сеть, и капилляров фенестрированного и синусоидного типов, снабжающих кровью кору. Из сетчатой зоны капилляры идут в мозговое вещество, где превращаются в широкие синусоиды, сливающиеся в венулы. Венулы переходят в вены, формирующие венозное сплетение мозгового вещества. Из подкапсулярной сети в мозговое вещество проникают и артериолы, распадающиеся в нем до капилляров.

ИННЕРВАЦИЯ. Чувствительная иннервация надпочечников осуществляется за счет псевдоуниполярных нейронов грудных и верхних поясничных спинальных ганглиев, а также клеток Догеля II типа пара- и интраорганных (капсулярных) вегетативных ганглиев. Эфферентные воздействия осуществляются как симпатическим (нервы чревного сплетения), так и парасимпатическим звеньями ВНС. Кору иннервируют симпатические по-

160