Физиология желез внутренней секреции

Введение

     В данном реферате я предоставила информацию о физиологии желез внутренней секреции. Здесь я описала методы изучения функций желез внутренней секреции. К таким методам относятся: метод удаления и пересадки, метод парабиоза, метод радиоактивных изотопов, клинический метод и метод флюоресцирующих антител. Далее в следующих разделах я охарактеризовала гормоны и механизм их действия. Отметила, что особенностью многоклеточных животных является дифференцировка тканей, причем каждый вид тканей приспособлен к выполнению специализированных функций, что обеспечивает выживание организма и его адаптацию к непрерывно меняющимся условиям существования. Затем я описала гипофиз, гипоталамо-гипофизную систему, щитовидную и околощитовидные железы, надпочечники. Далее подробнее охарактеризовала  корковый и мозговой слои надпочечников. В следующих разделах дана информация о поджелудочной и половых железах, а также об эндокринных функциях половых желез. И в последних разделах я описала тимус и эпифиз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     1 Методы изучения  функций желез внутренней секреции

 

     Метод наблюдения  за последствиями полного или  частичного удаления железы или  введение в организм определенных  веществ, вызывающих угнетенение  или перерождение железы. Мерказолин  угнетает синтез гормона щитовидной  железы, аллоксан вызывает перерождение  бета-клеток островков Лангерганса  поджелудочной железы, вырабатывающих  инсулин.            

     Метод удаления и пересадки. При удалении той или иной железы в организме возникает ряд изменений; по этим изменениям и судят о функции, которую выполняет данная железа. Пересадка производится  нормальному животному с целью создания повышенной функции железы. Лучший результат дает аутотрансплантация, т.е. обратная пересадка собственной железы в другое место. Гомотрансплантация - пересадка железы от другого животного того же вида удается с трудом. Пересадка железы другого вида животного - гетеротрасплантация дает кратковременный эффект - железа отторгается.

     Введение экстрактов, полученных из той или иной  железы или гормональных препаратов, а также скармливания измельченной  железы с кормом чаще всего  используется после удаления  железы, но эффект бывает кратковременный.

     Метод парабиоза,  который состоит в том, что  двух животных одного и того  же вида (кролики, крысы и др.) сращивают друг с другом, с  общим кровотоком.  При этом  сращивают, как правило, половозрелого  с неполовозрелым, кастрированного  с нормальным. Выясняют роль гормонов  в восстановлении нарушенных  функций за счет гормонов партнера.

     Определение  гормона в крови, оттекающей  от железы, или в моче. Гормоны  иногда попадают в мочу и  выделяются из организма без  изменений. 

     Метод радиоактивных  изотопов. Метят йод и дают  его с кормом или вводят  внутримышечно. Через различные  интервалы времени определяют  концентрацию йода в щитовидной  железе, о чем и судят по ее функции.

     Клинический  метод используется, когда у животного  бывает недостаточная или избыточная  функция железы.

     Синтез гормонов  дает быстрое изучение механизма  их действия.

     В последние  годы используется метод флюоресцирующих  антител. Получают антитела, соединяют  с флюоресцирующим веществом,  которыми и обрабатывают срезы  эндокринных желез. По их свечению  судят о месте образования  гормонов.

 

 

    2 Характеристика  гормонов

 

     Особенностью многоклеточных животных является дифференцировка тканей, причем каждый вид тканей приспособлен к выполнению специализированных функций, что обеспечивает выживание организма и его адаптацию к непрерывно меняющимся условиям существования. Для того чтобы из миллиардов клеток создать целостный, интегрированный организм, способный к самовосстановлению, самовоспроизведению и адаптации, необходима постоянно действующая система коммуникации между клетками. В ходе эволюционного процесса сформировались две такие системы: нервная и эндокринная. Нервная система, о которой подробно рассказывалось выше, структурирована, и аксоны нервных клеток образуют синаптические окончания в строго определенных местах организма. Эндокринная система использует для передачи сигналов от одних клеток к другим особые химические вещества — гормоны (от греч. hormao — пробуждать, активизировать). Гормоны — это специальные регулирующие вещества, вырабатываемые в одних тканях организма, транспортируемые с током крови к различным органам и воздействующие на их работу. Гормоны, несмотря на свое название, далеко не всегда «возбуждают» регулируемый ими орган, и характер их воздействия может очень сильно варьировать. Как известно, нервные импульсы распространяются по аксонам с большой скоростью, и для осуществления, например, коленного рефлекса необходимы доли секунды. В противоположность этому гормональная регуляция осуществляется гораздо медленнее, и под ее контролем находятся те процессы нашего организма, которые требуют для регуляции минуты или часы. Передача информации при помощи гормонов может осуществляться в пределах организма на самые различные расстояния. Выделяют три основных вида гормональной регуляции: аутокринная I, когда гормон действует на те клетки, в которых он вырабатывается; паракринная II, когда гормон действует на близко расположенные клетки той же ткани, и эндокринная III, когда гормон разносится с током крови по всему организму и действует на различные его органы. Такое деление эффектов достаточно относительно, и во многих случаях один и тот же гормон может действовать и паракринно, и эндокринно. Гормоны обычно образуются в особых секреторных клетках, которые или образуют компактные органы — железы, или расположены по одной или группами внутри органов. Секреторным клеткам свойственны некоторые морфологические особенности. Обычно синтез и «упаковка» гормонов происходит в одной части клетки, а их выброс в кровь — в другой. Чаще всего синтезируемые гормоны накапливаются в комплексе Гольджи — основном «складском помещении» клетки. Комплекс Гольджи представляет собой стопку плоских мешочков, стенки которых построены из мембран. По мере надобности гормоны упаковываются в маленькие секреторные пузырьки — гранулы, которые отпочковываются от комплекса Гольджи и передвигаются по цитоплазме к наружной мембране клетки, через которую гормон выбрасывается в кровь. Некоторые гормоны, например половые, видимо, не упаковываются в гранулы и выходят из секретирующей клетки в виде отдельных молекул. Выброс гормона в кровь происходит не постоянно, а только в том случае, когда к секретирующей клетке приходит специальный сигнал, под действием которого пузырьки высвобождают гормон во внеклеточную среду. Однако в последние годы стало очевидно, что гормоны смогут выделяться не только из клеток специализированных эндокринных желез, но и из клеток многих других органов и тканей. Так, нейроны гипоталамуса способны вырабатывать целый набор гормональных факторов, таких, как либерины, статины и другие гормоны, клетки сердечной мышцы выделяют в кровь натрий диуретический гормон, лимфоциты выделяют ряд гормонов — стимуляторов иммунитета, наконец, множество белковых гормонов синтезируется в слизистой оболочке кишечника.

     3 Механизм действия гормонов

 

     Гормон с кровью поступает к органу-мишени. Клетки органа-мишени имеют специальные рецепторы, которые возбуждаются только определенным гормоном. Одна и та же клетка может иметь рецепторы трех видов: локализованные на поверхности мембраны клетки, в цитозоле и в ядре клетки. Кроме того, в одной и той же клетке могут присутствовать разные рецепторы одного вида. Специфические Рецепторы клеток-мишеней способны считывать информацию, закодированную в гормоне. При взаимодействии гормона с рецептором образуется гормон-рецепторный комплекс.

     Существует  два механизма действия гормонов, принципиально различающихся по  признаку того, где образуется  гормон-рецепторный комплекс - на  поверхности клетки или внутри  нее.

     Первый механизм действия гормонов. Для большинства белковых гормонов рецепторы находятся на наружной поверхности клеток органов-мишеней. Гормон присоединяется к рецептору, меняя конформацию белка, при этом внутрь клетки органа передается сигнал. Он активирует фермент аденилатциклазу, который катализирует дефосфорилирование АТФ с образованием циклической АМФ. цАМФ является уже посредником действия гормона на обменные процессы и вызывает в клетке разнообразные эффекты - активирование протеинкиназ и др., в результате повышается или понижается тот или иной обмен. Второй механизм действия гормонов. Стероидные гормоны, а также тиреоидные и другие производные аминокислот легко проникают в клетку через ее мембрану.

     Стероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т.е. влияет на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество информационной РНК. Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки.

     Тиреоидные  гормоны из цитоплазмы проникают  в ядро клетки, где взаимодействуют  с рецепторами, образуя активный  гормон-рецепторный комплекс. Он  действует непосредственно на  геном, стимулируя или угнетая  его активность, изменяя скорость  транскрипции и количество мРНК. Увеличение или уменьшение количества  мРНК влияет на синтез белка  в процессе трансляции и приводит  к изменению функциональной активности  клетки.

     4 Гипофиз

 

     В системе  эндокринных желез гипофиз занимает  особое место, его называют  центральной железой внутренней  секреции, «королем эндокринной  системы». Это связано с тем,  что гипофиз за счет своих  специальных тропных гормонов  регулирует деятельность других, так называемых периферических  желез внутренней секреции. Гипофиз,  или нижний мозговой придаток, расположенный на вентральной  поверхности мозга в основании  черепа на дне турецкого седла.  У человека этот орган имеет  массу 0,6 г. В гипофизе различают  две главные части: аденогипофиз  и нейрогипофиз, имеющих различное  происхождение и строение. Аденогипофиз, или железистая часть, делится  в свою очередь на три части:  переднюю, туберальну и промежуточную.  Он развивается из эпителиального  выпячивания (кармана Ратке) крыши  ротовой полости. Нейрогипофиз, или  мозговая доля, является производным  дна воронки промежуточного мозга.  В нейрогипофиз включают участок  среднего повышения серого холма,  стебель воронки и заднюю (нервную)  долю гипофиза. Задняя доля гипофиза находится в тесной морфологической и функциональной связи с гипоталамусом. В нем заканчиваются волокна гипоталамо-гипофизарного тракта, идущего от супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. В задней и промежуточной долях гипофиза заканчиваются дофаминергические нервные волокна аркуатных ядра. Вопрос о нервной связи между гипоталамусом и аденогипофизом остается дискуссионным. Большинство исследователей считает, что нервные волокна, обнаруженные в передней доле гипофиза, относятся к симпатической нервной системы и попадают в нее вместе с кровеносными сосудами. Аденогипофиз имеет тесную сосудистый связь с гипоталамусом. Система кровеносных сосудов называется портальной. Поток крови в ней имеет нисходящий направление и обеспечивает действие рилизинг-гормонов на тропные гормоны гипофиза. Есть еще одна капиллярная сетка, поток крови в которой имеет восходящее направление и может обеспечивать влияние гипофизарных гормонов на гипоталамус по механизму обратной связи. В аденогипофиза можно выделить следующие группы клеток: ацидозфильни (альфа-клетки), базофильные (бета-клетки), которые называются хромофиламы и хромофобных (гамма-клетки). Отметим, что термины «базофильный», «ацидофильный» основывается исключительно на окраске гранулярных включений цитоплазмы. Кроме того, есть недифференцированные клетки. Основными элементами нейрогипофиза является питуициты и нервные клетки.

     Гормоны аденогипофиза. В аденогипофиза выявлено 7 гормональных веществ, которые являются преимущественно белковыми или пептидными производными. Их принято делить на две группы. К первой группе относятся гормоны, влияющие на метаболические процессы и регулирующие рост и развитие организма. Это соматотропин, или гормон роста, липопротеины и пролактин. Вторая группа включает тропные гормоны. Их основным назначением является регуляция секреции периферических эндокринных желез. К ним относятся: адренокортикотропиы, тиреотропин, гонадотропные (лютеинизирующий и фолликулостимулирующий) гормоны.

     Гормон роста (соматотропин) участвует в регуляции роста. Это обусловлено его способностью усиливать синтез белка в организме. В наибольшей степени гормон влияет на костную и хрящевую ткани. Под его воздействием происходит рост эпифизарных хрящей в длинных костях конечностей, вследствие чего кости растут в длину. Максимальная секреция гормона роста приходится на ночное время (фаза глубокого сна). Пролактин, или лютеотропный гормон, способствует образованию молока в альвеолах молочной железы женщины. До наступления лактации молочная железа формируется под влиянием женских половых гормонов, и эстрогены вызывают рост протоков молочной железы, а прогестерон-развитие ее альвеол. После родов усиливается секреция гипофизом пролактина и наступает лактация - образование и выделение молока молочными железами. Пролактин имеет также лютеотропный действие, т.е. обеспечивает функционирование желтого тела и образование прогестерона. В мужском организме он стимулирует рост и развитие предстательной железы и семенных пузырьков. Липопротеины, выделенные из передней доли гипофиза, мобилизуют жир из жировых депо, обусловливают липолиз с увеличением содержания свободных жирных кислот в крови. Они являются предшественниками эндорфинов.

     Тропные гормоны  аденогипофиза. Адренокортикотропиы  (адренокортикотропный гормон - АКТГ) является стимулятором пучковой  и сетчатой зон коры надпочечников.  Это проявляется усилением окислительного фосфорилирования в корковом веществе, увеличением скорости синтеза белка, активизацией глюкогенеза и усилением образования и секреции кортикостероидов. В надпочечниках при этом уменьшается содержание аскорбиновой кислоты и холестерина, которые используются для синтеза коры гормонов надпочечников. АКТГ вызывает распад белка в организме и тормозит его синтез (в этом является антагонистом соматотропина), снижает проницаемость стенки капилляров (этим объясняется противовоспалительное действие гормона). Под влиянием гормона уменьшаются лимфатические узлы, селезенка и особенно щитовидная железа. Секреция гормона зависит от суточных колебаний: вечером содержание его в гипофизе выше, чем утром. Тиреотропин действует исключительно на щитовидную железу, стимулируя ее функцию. Если удалить или травмировать гипофиз у животных, то наступает атрофия щитовидной железы, введение же тиреотропина сопровождается разрастанием ее ткани, гипертрофией железы. Тиреотропин активизирует протеолитические ферменты (катепсин), под влиянием которых происходят гидролиз тиреоглобулина и высвобождение из него гормонов щитовидной железы - тиреотропина и трийодтиронина. Тиреотропин стимулирует также образование белка тиреоглобулина в клетках фолликулов щитовидной железы и поступления его в полость фолликула.

     Гонадотропины. К ним относятся фолликулостимулирующий (фолитропин) и лютеинизирующий (лютропин) гормоны. Указанным гормонам не свойственна половая специфичность, они как у женщин, так и у мужчин. Всего в организме практически все этапы морфологического развития и функциональной активности половых желез является следствием синергического действия фолитропин и лютропина. Под влиянием фолитропин в яичнике стимулируются рост везикуч лярного фолликула и его оболочек, секреция фолликулярной жидкости. Этот гормон влияет на образование мужских половых клеток - сперматозоонов. Лютропин нужен для роста фолликула яичника на стадиях, предшествующих овуляции, и для собственно овуляции, т.е., для разрыва оболочки созревшего фолликула и выхода из него яйцеклетки, а также для создания на месте фолликула, который лопнул, желтого тела. Лютропин стимулирует образование женских половых гормонов эстрогенов, а у мужчин - мужских половых гормонов андрогенов. В средней части аденогипофиза образуется гормон меланотропин или интермедин. Он влияет на пигментный обмен. Если, например, у лягушки разрушить гипофиз, то через некоторое время у нее станет светлее цвета кожи.

     Гормоны нейрогипофиза. В клетках нейрогипофиза - питуицитах - накапливаются и приобретают активной формы вазопрессин, или антидиуретический гормон (АДГ), и окситоцин, которые образуются в нейронах супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса и аксонами этих ядер, которые составляют гипоталамо-гипофизарный тракт, поступают в нейрогипофиз и кровь. Вазопрессин выполняет в организме две функции: 1) стимулирующее воздействие гормона на гладкие мышцы артериол (через Vi-рецепторы), что приводит к повышению их тонуса и артериального давления, 2) усиливает реабсорбцию (обратное всасывание) воды из дистальных отделов канальцев почек в кровь, что сопровождается уменьшением продукции мочи в почках (антидиуретического действие гормона - через Уз4 рецепторы). Для прессорного действия требуется большая концентрация гормона. Так, вазопрессин уменьшает мочеотделение и повышает осмотическую концентрацию мочи. Это действие гормона связана главным образом с увеличением проницаемости стенки почечных канальцев и собирательных трубочек для воды.

      Остается дискуссионным вопрос о механизме изменения проницаемости при действии АДГ. А. Г. Гинецинський (1958) высказал предположение, что АДГ способствует активизации гиалуронидазы клетками почечных канальцев. Этот фермент, деполимеризуючы кислые мукополисахариды межклеточного вещества, увеличивает проницаемость стенки канальцев для воды. Эта гипотеза аргументированная данным гистохимических, биохимических и электронно-микроскопических исследований: было обнаружено расширение межклеточных промежутков при воздействии АДГ. Согласно второй гипотезе, увеличение проницаемости стенки канальцев для воды является следствием увеличения размеров nop в апикальной мембране клетки, через которые и проходит вода. В действии АДГ можно выделить несколько этапов: 1) первичная связь гормона с рецепторами клеток канальцев и собирательных трубок, 2) активация аденилатциклазы, что способствует образованию с АТФ циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), 3) активация цАМФ-зависимой протеинкиназы, и наконец, - увеличение проницаемости. Кроме того, вазопрессин способствует повышению памяти, особенно на поздних этапах онтогенеза. Окситоцин избирательно действует на гладкие мышцы матки, усиливая ее сокращение, если она была под влиянием эстрогенов, которые увеличивают чувствительность матки к окситоцину. Во время родов окситоцин стимулирует сокращение матки, обеспечивая нормальное их течение. Считают, что окситоцин увеличивает проницаемость мембран клеток мышц матки для Na +. Окситоцин может стимулировать выделение молока из альвеол молочной железы. При этом усиливается, собственно, выделение молока, а не его образования. Секреция контролируется пролактином аденогипофиза. Окситоцин избирательно действует на мио-эпителиальные клетки, окружающие альвеолы, вызывая их сокращение. Сокращаясь, клетки сжимают альвеолы, выталкивая из них молоко. Окситоцин выделяется из нейрогипофиза рефлекторным путем при раздражении рецепторов матки, влагалища. Акт сосания также рефлекторно способствует этому (рефлекс молокоотдачи). Сигнал в ответ на сосание или раздражение рецепторов соска афферентными нервными волокнами достигает спинного мозга, проходит через его ствол, и стимулирует деятельность нейросекреторных клеток ядер переднего гипоталамуса. При этом с нейрогипофиза в кровоток выделяется окситоцин. При гиперфункции аденогипофиза в детском возрасте наблюдается гигантизм, а при гипофункции его - карликовость, или гипофизарным нанизмом. При избыточном образовании сомагостатину у взрослого человека отмечается увеличение тех частей тела, которые еще способны расти. Это пальцы рук и ног, кисти и стопы, нос и нижняя челюсть, язык, органы грудной и брюшной полости. Такое заболевание называется акромегалией. При поражении гипофиза может возникать (преимущественно у женщин) гипофизарная кахексия (болезнь Симмондса). Она проявляется чрезмерным похуданием, появлением признаков преждевременного старения, уменьшением размеров внутренних органов, инволюцией половых органов и т.д.. Это заболевание в большинстве случаев быстро прогрессирует и заканчивается смертью пациента в течение нескольких месяцев. Названые расстройства являются следствием прекращение выработки гормонов аденогипофиза, которые стимулируют деятельность других эндокринных желез. Уменьшение образования вазопресисину в гипоталамо-гипофизарной системе является причиной развития несахарного диабета.