Методички для студентов / Физиология эндокринной системы - пособие для УМС 23.01.2025

рецепторах ТТГ и оказывают постоянное стимулирующее воздействие на щитовидную железу. Это приводит к равномерному разрастанию тиреоидной ткани, гиперфункции и повышению уровня производимых железой йодсодержащих гормонов: Т3 (трийодтиронина) и Т4 (тироксина). При этом,

продукция ТТГ в гипофизе сильно уменьшается.

Кальцитонин и его физиологическая роль

Кальцитонин – полипептид, образующийся в парафолликулярных клетках

(С-клетках) щитовидной железы, играет важную роль в регулировании кальциево-фосфорного обмена. Его основная функция заключается в уменьшении уровня кальция в крови. Механизм действия гормона состоит в подавлении костной резорбции, при этом угнетается функция остеокластов,

разрушающих костную ткань, и активируется функция остеобластов,

способствующих образованию костной ткани и поглощению ионов кальция из крови. В почках и тонкой кишке кальцитонин снижает реабсорбцию кальция и фосфора. Основные эффекты кальцитонина на органы представлены в виде схемы (рис.21). Стимулом для синтеза и секреции кальцитонина является повышение уровня кальция в сыворотке крови, а

тормозит его секрецию снижение уровня кальция в крови. Он является антагонистом паратгормона. В норме количество этих двух гормонов и их действие сбалансированы. Кальциево-фосфорный обмен поддерживает нормальную плотность костей. Нарушение баланса приводит к разрушению костной ткани. Избыток кальцитонина может привести к гипокальциемии

(возможны судороги), недостаток – гиперкальциемия к остеопорозу и кальцификации органов.

Эффекты кальцитонина:

на кишечник:

-усиливает экскрецию Са2+ в кишечнике

-снижает всасывание Са2+ в процессе пищеварения.

41

на почки:

-уменьшает синтез кальцитриола (биологически активной формы витамина D3)

-подавляет реабсорбцию фосфатов в нефронах почек

-усиливает экскрецию кальция в почках.

Рис. 21. Основные эффекты кальцитонина на органы-мишени

3.5. ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ, ИХ ГОРМОНЫ

Паратиреоидный гормон (паратгормон, ПТГ) синтезируется в паращитовидных железах. Он регулирует фосфорно-кальциевый обмен в организме. Паратгормон участвует в регуляции содержания кальция в крови, реабсорбции кальция в почечных канальцах и всасывания кальция из кишечника. На поверхности клеток паращитовидных желез имеются специфические рецепторы – трансмембранные гликопротеиды, реагирующие на концентрацию уровня кальция в крови. Регуляция секреции паратгормона

(рис.22) происходит по механизму отрицательной обратной связи: при снижении уровня Ca2+ в крови усиливается выработка ПТГ. Гормон способствует повышению уровня Ca2+ в крови, увеличивая выведение фосфатов с мочой (фосфатурический эффект паратгормона), всасывание

42

кальция в процессе пищеварения, резорбцию костной ткани (освобождение кальция из кости и поступление его в кровоток).

Итак, низкая концентрация Са2+ в плазме крови стимулирует секрецию ПТГ, а высокий уровень Са2+ тормозит его секрецию. Главным эффектом ПТГ является поддержание гомеостаза кальция и фосфатов в крови.

Рис. 22. Регуляция секреции и основные эффекты паратгормона

Нарушение функции паращитовидных желез приводит к избытку или недостатку выработки гормона.

Гиперфункция – повышение содержания Са2+ в крови и снижение уровня неорганического фосфата, это приводит к остеопорозу, деформации скелета и патологическим переломам. Из крови повышенный уровень кальция начинает оседать в других органах - в почках, сердце, происходит кальцификация сосудов. Гиперкальциемия поражает и нервную систему -

возможно развитие депрессии, сонливости, спутанности сознания.

Гипофункция в детстве – нарушение роста костей, зубов, волос,

спастические сокращения мышечных групп; у взрослых – повышение возбудимости ЦНС, приступы судорог.

Стимулирует секрецию паратгормона – снижение уровня Са2+ в крови

(гипокальциемия).

43

Снижает секрецию паратгормона – повышение уровня Са2+ в крови

(гиперкальциемия).

Регуляция гомеостаза кальция и фосфора в организме

Щитовидная железа секретирует кальцитонин, который вместе с паратгормоном, являющимся его антагонистом, и витамином D участвуют в регуляции обмена кальция и фосфора в организме (рис. 23). Кальций — наиболее распространенный минерал в теле человека: в организме взрослого его содержится около 1—1,2 кг. Около 99 % кальция участвует в формировании и поддержании в нормальном состоянии костей и зубов. Но остальной кальций (1 %) также очень важен. В плазме крови и во внеклеточной жидкости 50% кальция находится в ионизированной форме,

часть - 40% связанной с белками, в основном с альбуминами, и лишь 10% в

виде растворимых комплексов. В организм человека ежедневно поступает

800-1200 мг кальция вместе с пищей и водой. Наилучшим источником кальция является творог, шпинат, мясо и фасоль.

Рис. 23. Механизм регуляции гомеостаза кальция и фосфора

Кость, почки и кишечник - главные транспортирующие кальций ткани,

которые играют важную роль в гомеостазе кальция. Его роль в организме:

44

•участвует в процессах сокращения и расслабления мышц;

•регулирует нервно-мышечную возбудимость;

•участвует в секреции экзо- и эндокринных желез;

•выступает в качестве второго посредника при передаче сигналов (как гуморальных, так и нервных);

•участвует в процессах гемостаза;

•является основным элементом скелета.

Метаболизм кальция в организме человека регулируют три основных гормона: паратгормон (ПТГ), кальцитонин и витамин D3. В почке паратгормон и кальцитриол активируют реабсорбцию (лат. re обратное + лат. absorptio поглощение, всасывание) кальция, а кальцитонин ее угнетает.

Кальцитонин и кальцитриол способствуют отложению кальция в костях, а

паратгормон активирует резорбцию кости и выход кальция в кровь. В

кишечнике кальцитриол и паратгормон активируют всасывание кальция и фосфата (рис.24). Главными местами депонирования кальция и фосфора в организме являются зубы и скелет.

Рис. 24. Эффекты кальций регулирующих гормонов на органы мишени

45

Костная ткань, ее ремоделирование

Кости формируют скелет организма, защищают и поддерживают жизненно важные органы, выполняют роль депо кальция для нужд всего организма. В

жизни человека кости подвергаются различным нагрузкам и деформациям,

что может привести к различным травмам костей. Чтобы поддерживать целостность кости, человеческий организм постоянно модифицирует кость (у

взрослых ежегодно около 10-25% скелета подвергается ремоделированию).

Вкостной ткани одновременно протекают процессы резорбции

(рассасывание) и формирования костной ткани. Эти процессы осуществляют четыре типа клеток: остеобласты, остеокласты, остеоциты и эндостальные клетки.

Цикл ремоделирования кости – это физиологический процесс, который состоит из отдельных фаз: активация, резорбция, переходный период,

формирование костной ткани и минерализация. Остеобласты отвечают за формирование новой кости. Остеокласты обеспечивают разрушение костной ткани. Дисбаланс между остеобластами и остеокластами может привести к заболеванию костей (рис.25).

Рис.25. Ремоделирование костной ткани в норме и при патологии

46

Регуляция обмена костной ткани

На обмен кальция и фосфора влияют: паратгормон, кальцитонин, большая группа витаминов.

Паратгормон - повышает содержание сывороточного Са2+, вызывает резкое усиление процессов резорбции, выражающееся в разрушении минеральной и органической основы костной ткани. ПТГ необходим также для образования в почках активной формы витамина D3.

Кальцитонин, напротив, вызывает накопление кальция в костях (ингибирует резорбцию кости остеокластами) и снижает его уровень в сыворотке крови,

уменьшает образование активной формы витамина D3 в почках. Наиболее сильный эффект резорбции имеют тироксин и паратгормон.

Кортикостероиды (кортизол) тормозят всасывание кальция в кишечнике,

увеличивают синтез и секрецию паратгормона.

При недостатке эстрогенов, которые угнетают резорбцию, возникает остеопороз.

В регуляции обмена костной ткани участвует также большая группа витаминов. При дефиците витамина А нарушается остеогенез и рост костей. Избыток вызывает зарастание эпифизарных хрящевых пластинок и замедление роста кости в длину.

При дефиците витамина С снижается скорость синтеза РНК, коллагена, что проявляется в замедлении роста костей и заживлении переломов.

Кальцитриол (активный метаболит витамина D3) увеличивает всасывание кальция в кишечнике и повышает усвоение кальция костной тканью,

стимулирует минерализацию кости, усиливает действие паратгормона в костной ткани и почках.

47

Витамин D3

Большая часть витамина D3 (90-95%) образуется в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей, остальная часть поступает с пищей. Образованный в коже или принятый внутрь витамин D является неактивным. В результате преобразований в печени холекальциферол превращается в 25-

гидроксиколекальциферол, а затем в почках образуется конечный активный продукт – кальцитриол. Он является активным метаболитом витамина D3. По своему механизму действия витамин D3 приравнивается к гормонам. Имеет стероидное ядро и синтезируется в организме из холестерина, как и стероидные гормоны. Активная форма витамина D оказывает влияние на кишечник, кости и почки, которые повышают всасывание кальция и фосфатов и обеспечивают регуляцию веществ по принципу обратной связи

(рис.26). Образование кальцитриола в почках контролируется паратиреоидным гормоном. Синтез кальцитриола усиливается при снижении содержания кальция и фосфора в крови, подавляется при гиперкальциемии и гиперфосфатемии (повышении кальция и фосфора в крови), так как выделение ПТГ (паратиреоидного гормона) зависит от концентрации кальция в крови. Скорость образования кальцитриола также зависит от других гормонов — кальцитонина, эстрогенов, СТГ (соматотропный гормон),

инсулина. Пролактин и соматотропный гормоны являются важными регуляторами метаболизма витамина D во время беременности и роста.

Различают два основных вида гиповитаминоза:

-дефицит связан недостатком поступления витамина с пищей или недостаточном пребыванием на солнце;

- снижение количества рецепторов в тканях-мишенях или уменьшение их чувствительности.

48

Рис. 26. Основные эффекты кальцитриола

Дефицит витамина D3

У детей недостаточность кальцитриола проявляется в виде рахита. Он является следствием дефицита кальция и фосфатов в организме ребенка в период его активного роста. В результате нарушается формирование костной ткани – кости размягчаются, могут деформироваться и ломаться. Рахитом страдают преимущественно дети в возрасте от 2-х месяцев до 3-х лет, так как именно в этот период скорость роста организма максимальна (рис.27). У

взрослых развивается остеопороз, мышечная слабость, остеомаляция.

Рис. 27. Рахит у детей

49

3.6. НАДПОЧЕЧНИКИ

В надпочечниках выделяют мозговое и корковое вещество, гормоны которых отличаются по химической природе, происхождению и по своему действию.

Вместе с тем, функционально они образуют единую с симпатическим отделом ВНС систему, обеспечивающую реакцию организма на стрессовую ситуацию.

3.6.1. МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО, ЕГО ГОРМОНЫ

Хромаффинные клетки мозгового вещества надпочечников синтезируют и секретируют в кровь катехоламины (адреналин – 80%, норадреналин – 18%,

дофамин – 2%) (рис.28).

Рис. 28. Гормоны надпочечников

Катехоламины синтезируются из аминокислоты тирозина и выделяются в кровь при активации симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Физиологические эффекты адреналина и норадреналина аналогично активации симпатической вегетативной нервной системы направлены на экстренную перестройку функций организма, обеспечивающую развитие срочной адаптации при стрессе.

50