Эндокринная система

 

 

ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

 

К эндокринной системе относятся железы внутренней секреции, продуцирующие в кровь вещества высокой биологической активности - гормоны, вызывающие специфические изменения обмена веществ, функции, структуры органов и тканей или организма в целом.  Общим для желез внутренней секреции является то, что они не имеют протоков, а секрет поступает непосредственно в омывающую их кровь.

Физиологическая роль желез внутренней секреции заключается в обеспечении гуморальной регуляции физиологических функций. Гормоны желез внутренней секреции не влияют на химические процессы в бесклеточной среде, а регулируют процессы, происходящие в клетках и структурах организма.

К специфическим свойствам гормонов относятся: избирательность и специфичность действия, способность проникать через стенки капилляров и мембран, непродолжительность существования, отсутствие у большинства гормонов видовой специфичности.

Гормоны делятся на стероидные и нестероидные. Стероидные гормоны липидорастворимые и большинство их них образуется из холестерина. Нестероидные гормоны - белки, пептиды, или аминокислоты. Экскретируя в кровь и циркулируя по организму, гормоны воздействуют только на клетки-мишени. Их действие по принципу “замок – ключ” заключается в связывании их специфичными рецепторами, содержащимися только в тканях-мишенях. Стероидные гормоны проходят через клеточную оболочку и связываются с рецепторами, находящимися внутри клетки, они вызывают белковый синтез. Нестероидные гормоны связываются с рецепторами, находящимися на оболочке, вызывая многочисленные клеточные процессы.

К железам внутренней секреции относятся: гипофиз, эпифиз, надпочечники, щитовидная, паращитовидные, вилочковая, поджелудочная и половые железы (рис.1).

 

Рис. 1. Железы внутренней секреции и их гормоны

Регуляция желез внутренней секреции осуществляется следующим образом. При изменении состояния физиологических процессов информация посредством рецепторов в органах и тканях или путем изменения концентрации веществ в крови поступает к нервным клеткам промежуточного мозга (гопоталамуса). По нервным каналам или с помощью биологически активных веществ стимулируется образование некоторых гормонов гипофиза, которые осуществляют основную регуляцию большинства желез внутренней секреции, частичная регуляция деятельности которых может осуществляться и местными механизмами.

Гипофиз, расположенный в турецком седле мозга и осуществляющий влияние на функции других желез, является центральной железой внутренней секреции. Он состоит из трех долей: передней, промежуточной и задней. Передняя доля регулирует рост (гормон соматотропин), выработку молока молочными железами (пролактин), стимулирует функцию половых желез, контролирует выделение гормонов щитовидной железы (тиреотропин), усиливает деятельность надпочечников (адренокортикотропный гормон), влияет на функцию поджелудочной железы (интермедин). Задняя доля регулирует содержание воды (угнетает мочеобразование) и повышает кровяное давление (вазопрессин), стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки в конце беременности (окситоцин).

Эпифиз секретирует гормон мелатонин, который у млекопитающих действует на половые железы - задерживает половое развитие у неполовозрелых самцов, а у взрослых самок вызывает уменьшение размера яичников и торможение циклов. Эпифиз изменяет свою деятельность в соответствии с суточными  циклами.

Щитовидная железа (20-25 г) наиболее крупная из желез внутренней секреции. Главное ее регулирующее воздействие направлено на интенсивность окислительных процессов и терморегуляцию, в молодом возрасте - на общее развитие и рост. Основные гормоны - тироксин и трийодтиронин - усиливают расходование питательных веществ и протеолитических процессов. Источниками образования этих гормонов является тирозин и йод. Гиперфункция щитовидной железы (гипертиреоз) приводит к развитию Базедовой болезни.

Паращитовидных желез четыре и они вплотную прилегают к щитовидной. Выделяют паратгормон, регулирующий содержание кальция в крови и выведение фосфатов почками.

Вилочковая железа (тимус) вырабатывает гормон тимозин, участвующий в иммунологических реакциях, задерживающий половое созревание. В тимусе вырабатываются Т-лимфоциты.

Поджелудочная железа содержит около 1 % массы эндокринной ткани, которая представляет собой островки Лангерганса и содержит альфа - (a), бета - (b - 75 %) - и гамма - (g) - клетки. b-клетки выделяют гормон инсулин, повышающий проницаемость клеток для глюкозы в 20 раз. При его отсутствии развивается гипергликемия (повышенное содержание глюкозы в крови) - сахарный диабет. a-клетки выделяют глюкагон - антогонист инсулина, быстро разрушающийся в крови. В экстрактах железы имеются еще гормоны: ваготонин, усиливающий активность парасимпатической нервной системы, центропнеин, расширяющий просвет бронхов, повышающий сродство гемоглобина к кислороду, липокаин, стимулирующий окисление жирных кислот в печени.   

Надпочечники расположены на верхнем полюсе почек и состоят из двух слоев: наружного - коркового и внутреннего - мозгового. Мозговое вещество выделяет гормоны адреналин и норадреналин. Первый - учащает пульс, повышает АД, работоспособность скелетных мышц, угнетает деятельность желудочно-кишечного тракта, суживает артериолы кожи, второй  действует подобно адреналину, но при регуляции частоты пульса и расслаблении беременной матки он оказывает противоположное влияние. Кора надпочечников продуцирует более сорока гормонов, объединенных по направленности действия в три группы:

регулирующие минеральный обмен - минералкортикоиды (альдостерон, кортикостерон, дезоксикортикостерон);

 регулирующие углеводный, белковый и жировой обмен - глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон, кортикостерон);

 влияющие на развитие половых  органов - гонадокортикоиды (андрогены, эстрогены, прогестерон).

Минералкортикоиды поддерживают равновесие электролитов во внеклеточной жидкости, особенно натрия и калия, глюкокортикоиды позволяют адаптироваться к внешним изменениям и стрессам, гонадокортикоиды соответствуют тем гормонам, которые  выделяют органы воспроизведения. Воздействие их на организм взрослых людей незначительно.

Половые железы, кроме образования половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток), секретируют в кровь половые гормоны - мужские - андрогены  (тестостерон, эпистестостерон, андростерон) и женские - эстрогены (эстрон, эстриол, эстрадиол, прогестерон). Их роль заключается в обеспечении половых функций и развитии характерных отличий мужского и женского организмов. Они влияют на все виды обмена, участвуют в синтезе белков, у женщин, в частности,  обеспечивают нормальное протекание беременности и подготовку организма к кормлению новорожденного.

Рис. 109. Изменения в матке и яичнике в течение полового цикла

У женщин активность половых желез зависит от фаз овариально-менструального цикла (рис. 109): предовуляционная - увеличение фолликул в яичнике, выделение эстрогенов, координация сокращения труб и матки, синтез белков; овуляционная - разрыв фолликула, поступление яйцеклетки в просвет яйцевода, образование из его остатков желтого тела, продуцирующего гормон прогестерон, подготавливающий слизистую оболочку матки к развитию плода и тормозящий овуляцию; послеовуляционная фаза (если оплодотворение не произошло) - желтое тело дегенерирует, отторгается слизистая оболочка с развитием менструального кровотечения; фаза межовуляционного покоя, в течение которой происходит быстрая регенерация оболочки.

Стресс. Состояние организма в процессе разворачивания механизма общей адаптации - мобилизация энергетических и пластических ресурсов при различных раздражающих воздействиях на него называется стрессом (англ. - “напряжение”).

Мобилизация энергетических ресурсов обеспечивается в основном симпатоадреналовой системой, а пластического резерва - гормонами коры надпочечников. Усиленная секреция гормонов повышает устойчивость к действию различных стрессоров.

Совокупность последовательных изменений в организме при стрессе называют общим адаптационным синдромом.

Сначала возникает стадия тревоги, после повторных воздействий  -  стадия устойчивости, при частых и чрезмерных воздействиях - стадия истощения (сопротивляемость организма при этом снижается) (рис. 110).

Рис. 110. Изменения резистентности  в различных стадиях стресса

Чрезмерно длительное и значительное стрессорное воздействие может стать причиной уменьшения резерва гликогена, снижения резистентности органов к гипоксии, возникновения различных повреждений, таких как язвы слизистой оболочки желудка, некроз миокарда, нарушение мозгового кровообращения. Короткие же и не слишком интенсивные стрессорные ситуации могут обеспечивать мобилизацию резервов организма и повышение его резистентности к различным факторам. Многократное повторение подобных ситуаций – адаптация к ним – существенно повышает резистентность организма к тяжелым и длительным стрессорным воздействиям, предупреждая таким образом стрессорные повреждения, являясь основой повышения функциональных резервов организма человека.

Предварительная адаптация к коротким стрессорным воздействиям обладает достоверным защитным эффектом к длительному стрессу.

Влияние мышечной работы на нейроэндокринную регуляцию обмена веществ. Интенсивная мышечная деятельность сопровождается изменениями нервной и гормональной регуляций обмена веществ, в результате которых происходит приспособление организма к физической нагрузке. У спортсменов эти сдвиги наблюдаются еще до начала выполнения физических упражнений, т. е. во время предстартового и стартового состояний. В это время повышается тонус симпатического отдела нервной системы, усиливается секреторная деятельность мозгового слоя надпочечников, увеличивается выделение кортикотропина и кортикостероидов. В результате повышается содержание глюкозы и молочной кислоты в крови, иногда возникает глюкозурия. Нередко увеличивается уровень липоидов в крови. Характер и реакция нейроэндокринных механизмов в предстартовом состоянии зависят от предстоящей нагрузки (соревнования, вида спорта и др.), а также от индивидуальных отличий спортсмена (особенность высшей нервной деятельности, спортивный стаж, тренированность, возраст). Предстартовые изменения обмена веществ, вызванные сдвигами нейроэндокринной регуляции, способствуют мобилизации функциональных возможностей спортсмена еще до начала мышечной нагрузки. Оптимальной является умеренная активация указанных нейроэндокринных механизмов («боевая готовность»). Менее выгодно для организма резко выраженное усиление их («предстартовая лихорадка») или парадоксальное торможение («предстартовая апатия»).

При работе увеличивается поступление в кровь адреналина, причем тем больше, чем тяжелее работа. У спортсменов высокой квалификации содержание адреналина в крови при предельных нагрузках достигает больших величин, чем у нетренирующихся людей. Поэтому у спортсменов отмечается более значительное усиление работы сердца, дыхательной системы, повышение возбудимости центральной нервной системы.

Высокой спортивной работоспособности можно достичь только при совершенной и согласованной деятельности всех желез внутренней секреции.

Воздействие тренировки на железы внутренней секреции заключается в следующем:

1) увеличивается вес  желез, активно функционирующих во время физических нагрузок, за исключением веса вилочковой железы, который уменьшается;

2) снижается реакция  желез на небольшие нагрузки;

3) достигается возможность  значительной мобилизации функции желез;

4) становится возможным  сохранение высокой функциональной активности железы в течение длительного периода.

В зависимости от специфических особенностей различных видов спорта те или иные гормоны имеют первостепенное значение в быстрой мобилизации возможностей организма спортсмена.

Например, при беге на короткие и средние дистанции, метаниях, прыжках, поднятии штанги большую роль играет повышенный уровень адреналина в крови. Вследствие усиленной активности щитовидной также повышается возбудимость ЦНС.

В видах спорта, требующих выносливости, исключительно большое значение имеют гормоны коры надпочечников, а также другие гормоны, участвующие в регуляции белкового, углеводного, жирового и водно-солевого обмена.

Развитие силы мышц зависит от продукции андрогенных гормонов.

В процессе выполнения мышечной работы нейроэндокринная регуляция направлена на мобилизацию энергетических ресурсов и обеспечение газообмена и питания тканей работающего организма, что определяет его работоспособность. Продолжается усиленное выделение норадреналина, а при особенно усиленной работе — и адреналина. Выделяется больше глюкагона. Это создает возможность мобилизации углеводов (особенно при работе максимальной интенсивности) и жиров (при длительных нагрузках умеренной интенсивности).

Большое значение в обеспечении энергетических и пластических ресурсов работающих мышц играет усиление функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы

Установлено, что уже вскоре после начала мышечной нагрузки наступает усиленное выделение кортиколиберина из гипоталамуса,  повышается активность адрено-кортикотропной функции гипофиза и коры надпочечников.

Гормоны коры надпочечников играют существенную роль в процессе приспособления к физическим нагрузкам. Под влиянием кортикостероидов стимулируется деятельность скелетных мышц, миокарда и центральной нервной системы.

Одновременно с усиленной секрецией кортикотропина повышается и выделение b-эндорфина. Это может снижать интенсивность болевого синдрома при спортивных травмах.