Железы внешней и внутренней секреции

В организме человека довольно много органов, вырабатывающих БАВ, которые в дальнейшем используются либо внутри oрганизма, либо вне него. Органы, специально предназначенные для выработки БАВ, называются железами. Клетки железистой ткани группируются вокруг специальных протоков, куда собирается вырабатываемый ими секрет. Далее эти протоки могут открываться либо в кровеносное русло — тогда этот орган называется желе­зой внутренней секреции; либо на поверхность кожи — тогда это железа внешней секреции; либо в одну из полостей тела или в желудочно-кишечный тракт (пищеварительные железы).

Железы внутренней секреции (эндокринные) участвуют в ре­гуляции физиологических функций и гомеостаза, поскольку они влияют на метаболические процессы в органах-мишенях. Точкой приложения секретов этих желез (гормонов) являются клетки других тканей организма. К железам этого типа относятся надпо­чечники, гипофиз, поджелудочная железа, щитовидная и пара-щитовидные железы, тимус, половые железы и ряд других.

Железы внешней секреции (экзокринные) участвуют в регу­ляции межвидовых и внутривидовых взаимоотношений, посколь­ку их секрет призван информационно или метаболически воздей­ствовать на внешние организмы. Точкой приложения секретов этих желез являются другие биологические объекты (особи того же или других видов живых существ). К железам этого типа относятся саль­ные, потовые, слезные, половые железы и некоторые другие. Они создают видовой и индивидуальный запах тела. Кроме того, сек­реты этих желез обладают бактерицидным и микостатическим дей­ствием, предотвращая проникновение в организм болезнетвор­ных микроорганизмов.

Железы, участвующие в обеспечении конкретных функции (пищеварения, дыхания и т.п.) имеют первоочередное значение для регуляции конкретных метаболических процессов, так как секреты этих желез непосредственно участвуют в осуществлении физиологических функций (в том числе биохимических превращений) в тех полостях, куда открываются их протоки. Точкой приложения их секретов являются поступившие извне в организм продукты, предназначенные для внутриорганизменной переработки (пища, газовая смесь и т.п.). Это слюнные железы, поджелудочная железа, печень, железы желудка и др.

Как можно заметить, одни и те же железы иногда упоминаются дважды, т.е. одновременно работают как железы внутренней секреции и пищеварительные (поджелудочная), либо как железы внутренней и внешней секреции (половые). В этом проявляется полифункциональность органов, построенных из железистой ткани. Весьма наглядно это отражается в строении поджелудочной железы, которая состоит из явно различающихся между собой клеток двух типов. Один тип клеток осуществляет роль пищеварительной железы и вырабатывает секрет, богатый ферментами, способными переваривать белковую пищу, т.е. разрушать белковые макромолекулы. Другой тип клеток занят выработкой гормонов, необходимых для усвоения глюкозы всеми клетками тела. Эти железистые образования перемешаны в ткани поджелудочной железы, причем большую часть массы железы составляют клетки пи­щеварительной секреции, тогда как эндокринная секреция со­средоточена в так называемых «островках Лангерганса», как бы архипелагом разбросанных по океану основной ткани железы.

Два различных секрета вырабатывают и мужские половые же­лезы. Один из них насыщен половыми гормонами и поступает в кровь, т.е. относится к эндокринной продукции. Другой необхо­дим для обеспечения жизнедеятельности сперматозоидов и вы­брасывается вместе с эякулятом при семяизвержении. Примеров подобного рода в организме довольно много, это следует иметь в виду при рассмотрении функции желез.

Взаимосвязь нервной и гормональной регуляции: гипоталамус-гипофиз

Нервная и гормональная системы регуляции, хотя и имеют различный эволюционный возраст, в организме современных многоклеточных животных и человека представляют собой одно целое. Местом их объединения служит головной мозг, точнее его дно, где расположен гипоталамус и связанный с ним специальной соединительной структурой гипофиз. Гипоталамус представ­ляет собой совершенно особенное образование, сочетающее функции нервной мозговой структуры и эндокринной железы. Его нерв­ные клетки соединены с важнейшими центрами головного мозга, управляющими деятельностью всех внутренних органов и многими аспектами поведения. Однако эти же клетки вырабатывают БАВ гормонального типа (еще называемые нейропептидами), предназченные специально для регуляции активности определенных зон гипофиза — «главной» эндокринной железыорганизма. Эти вещества называются рилизинг-факторами или либеринами, что означает «освободители», так как они своим воздействием на гипофиз «освобождают» из него гормоны, уже синтезированные и хранящиеся в специальных пузырьках до момента поступления приказа от гипоталамуса. Получив такой приказ, железистые клетки гипофиза выбрасывают накопленные ими гормоны в кровяное русло и механизм эндокринной регуляции начинает действовать. Другой ряд веществ, вырабатываемых нервными клетками и концентрирующихся в гипоталамусе, — статины, тормозящие высвобождение гормонов клетками гипофиза. Секреторные клетки гипофиза лишены собственной иннервации, поэтому все управление их активностью осуществляется только с помощью химических стимулов, посылаемых гипоталамусом.

Однако и сам гипоталамус находится под непрерывным контролем со стороны нервных структур головного мозга. Как гово­рилось выше, нервные клетки соединяются друг с другом через посредство синапсов, в которых нервный (электрический) им­пульс преобразуется в медиаторный (химический). В гипоталамических синапсах чаще всего выделяются медиаторы — дофамин норадреналин и серотонин, каждый из которых по-своему воз­действует на клетки гипоталамуса, причем он может, например, активизировать деятельность одних и тормозить активность других клеток. Здесь работают законы сложнейших нейронных сетей, с суммацией и усилением противоположно направленных воздей­ствий. Детали этих взаимодействий сейчас интенсивно исследу­ются специалистами в области цитологии, эндокринологии, био­химии мозга и физиологии ЦНС. В последние десятилетия эти исследования уже привели к поразительным результатам, перево­рачивающим наши представления о сущности нейроэндокринной регуляции. Оказалось, что нервные клетки во многих отделах го­ловного мозга, а не только клетки гипоталамуса, способны выра­батывать нейропептиды — белковые вещества, имеющие выра­женную биологическую активность. Среди этих нейропептидов были обнаружены и давно известные гормоны (в том числе те, которые традиционно считались продуктами гипоталамуса и ги­пофиза) и такие вещества, которые прежде не были известны — эндорфины и энкефалины, влияющие на активность нервных цен­тров и формирующие «настроение» человека. Более того, было установлено, что чуть ли не в каждой ткани есть клетки, выпол­няющие гормональные функции, т. е. вырабатывающие гормоны, необходимые для регуляции процессов, идущих в непосредствен­ной близости от этих периферических секреторных зон.

В какой-то момент по мере развития исследований стало ка­заться, что никакого порядка в синтезе гормонов в организме вовсе нет: гормоны, вырабатываемые обычно пищеварительными органами, стали находить в головном и спинном мозге, а гипофизарный адренокортикотропный гормон — в желудочно-кишечном тракте, гормон гипоталамуса соматостатин — в поджелудочной железе... В результате анализа и обобщения огромно фактического материала родилась концепция диффузной нейроэндокринной системы, которая постепенно завоевывает все большее признание в научном мире. Ее смысл состоит в том, что одни те же вещества, которые мы называем гормонами или нейро-пегггидами, могут вырабатываться как нервными, так и желези­стыми клетками. Такая двойная продукция этих высокомолеку­лярных веществ — не расточительство, а способ «двойного конт­роля», так как позволяет обеспечить совмещение нервного и гуморального воздействия. Кроме того, такая система в каком-то смысле более экономична, поскольку специфика действия пептида проявляется не в его строении (а значит, особых условиях синтеза), а в месте его приложения.

Иерархия (соподчиненность) и взаимодействие желез внутренней секреции

Структура эндокринной системы демонстрирует реализован­ную в живом организме стратегию иерархически организованно­го централизованного управления. Несмотря на популярность кон­цепции диффузной нейроэндокринной системы, следует признать, что централизованные механизмы управления гормональным ста­тусом организма играют все же первостепенную роль. С точки зре­ния теории сложных систем это также означает, что нет антаго­нистического противоречия между жестко иерархически постро­енной системой и периферической диффузной активностью локальных источников гормонов.

Итак, центральным органом этой системы, объединяющим нервные и гуморальные рычаги управления, служит гипоталамус. Эмбриональные закладки гипоталамуса и гипофиза относятся к одной группе клеток, и эта теснейшая связь, как структурная, так и функциональная, сохраняется между ними на протяжении всей последующей жизни.

Схематически управление эндокринной системой можно пред­ставить себе как управленческую пирамиду с кольцеобразно замк­нутыми на разных уровнях ветвями обратной связи (рис. 70). Грубо говоря, гипоталамус вырабатывает либерины и статины, которые управляют активностью аденогипофиза; аденогипофиз выделяет тропные гормоны, которые направляются к удаленным железам-мишеням (надпочечник, щитовидная железа, половые железы) и несут им химически закодированные распоряжения об усилении или торможении секреции их собственных гормонов; перифери­ческие железы усиливают или уменьшают секрецию гормонов, которые воздействуют уже непосредственно на висцеральные органы-мишени. При этом следует подчеркнуть, что число разновид­ностей и количество молекул выделяемых гормонов увеличивает­ся в этом ряду в геометрической прогрессии: гипоталамус вырабатывает единичные молекулы статинов и либеринов, гипофиз

——— >
U ——			4 ———— |
	'		« ————
	Аденогипофиз
			t —— » ——
	i
	Тропные гормоны
	ч
	Гормоны желез-мишеней

Рис. 70.., Регуляция нейросекреции по механизму обратной связи. Петли обратной связи обусловливают тор­можение экскреции гормонов аде-ногипофиза и гипоталамуса гормо­нами желез-мишеней и тропными гормонами аденогипофиза

выделяет уже заметно большие количества тройных гормонов, а периферические (исполнительные) железы продуцируют спе­цифические гормоны в количе­стве, необходимом для обработ­ки всех органов-мишеней. Так в этой иерархической системе организован каскад усиления по­тока информационных молекул; однако, как и в каждой киберне­тической системе, в управление этим потоком вмешиваются об­ратные связи, обеспечивающие тонкую подстройку потока ин­формации к тем реальным собы­тиям, которые происходят «на местах». Выделяют два контура ре­гуляции по принципу обратной связи в деятельности эндокрин­ной системы: первый — тормо­зящее влияние тропных гормонов

гипофиза на секрецию нейропептидов гипоталамусом. Второй — влияние гормонов периферических желез как на гипоталамус, так и на аденогипофиз. Первый контур представляет собой короткую петлю (все события ограничиваются объемом гипоталамус-гипо­физ, т.е. путь гормонов по петле обратной связи составляет не более нескольких сантиметров), второй — длинную петлю (в ре­гуляцию включены периферические железы, удаленные от места расположения гипофиза и гипоталамуса на десятки сантиметров). Следует отметить, что периферические железы также связаны между собой многочисленными и не до конца изученными связя­ми нижнего уровня. Нарушения деятельности любой из желез внут­ренней секреции приводят к расстройству всей системы. В некото­рой степени эти расстройства могут быть компенсированы нали­чием диффузно распределенных по разным органам железистым клеткам. Однако они не способны справиться с серьезными нару­шениями в работе любой из важнейших специализированных эн­докринных желез.