Эпифиз (шишковидная железа)

Общая характеристика желез внутренней секреции

Все железы организма принято делить на две группы. К первой группе относят железы, имеющие выводные протоки и выполняющие внешнесекреторную функцию, - зкзокринные, ко второй группе - железы, не имеющие выводных протоков и выделяющие свой секрет непосредственно в межклеточные щели. Из межклеточных щелей секрет попадает в кровь, лимфу или цереброспинальную жидкость. Такие железы получили название эндокринных, или желез внутренней секреции.

Эндокринные железы расположены в разных частях организма и имеют разнообразную морфологическую структуру. Они развиваются из эпителиальной ткани, интерстициальных клеток, нейроглии и нервной ткани. Продукты деятельности желез внутренней секреции в отличие от секретов называют инкретами, или гормонами.

Термин "гормон" (от греч. hormao - двигаю, возбуждаю, побуждаю) предложен английскими физиологами Бейлисом и Старлингом (1905), которые выделили из слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки специальное вещество - секретин, способствующее образованию поджелудочного сока.

Гормоны вырабатываются в эндокринных железах двух типов: 1) железах со смешанной функцией, осуществляющих наряду с внутренней и внешнюю секрецию; 2) железах, выполняющих только функцию органов внутренней секреции. К первой группе относят половые железы - гонады - и поджелудочную железу, ко второй - гипофиз, эпифиз, щитовидную, околощитовидную, вилочковую железы и надпочечники.

Гормоны - это химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых количествах дающие значительный физиологический эффект.

Железы внутренней секреции обильно снабжены рецепторами и иннервируются вегетативной нервной системой. По химической природе гормоны делят на три группы: 1) полипептиды и белки; 2) аминокислоты и их производные; 3) стероиды.

Гормоны циркулируют в крови в свободном состоянии и в виде соединений с белками. В связи с белками гормоны, как правило, переходят в неактивную форму.

Свойства гормонов. 1) Дистантный характер действия. Органы и системы, на которые действуют гормоны, обычно расположены далеко от места их образования в эндокринных железах. Так, в гипофизе, расположенном у основания мозга, продуцируются тропные гормоны, действие которых реализуется в щитовидной и половых железах, а также в надпочечниках. Женские половые гормоны образуются в яичнике, но их действие осуществляется в молочной железе, матке, влагалище.

2) Строгая специфичность действия. Реакции органов и тканей на гормоны строго специфичны и не могут быть вызваны иными биологически активными веществами. Например, удаление гипофиза у молодого растущего организма приводит к остановке роста, что связано с выпадением действия гормона роста. Одновременно происходит атрофия щитовидной железы, гонад и надпочечников. Предотвратить задержку роста и атрофию названных желез после гипофизэктомии можно только пересадкой (трансплантацией) гипофиза, инъекциями суспензии гипофиза или очищенных тропных гормонов.

3) Высокая биологическая активность. Гормоны образуются эндокринными железами в малых количествах. При введении извне они эффективны также в очень небольших концентрациях. Ежедневная доза гормона надпочечников преднизолона, поддерживающая жизнь человека, у которого удалены оба надпочечника, составляет всего 10 мг.

Физиологическая роль желез внутренней секреции. 1) Гормоны участвуют в регуляции и интеграции функций организма. В сложно устроенных животных организмах имеются два механизма регуляции - нервный и эндокринный. Оба механизма тесно связаны между собой и осуществляют единую нейроэндокринную регуляцию. Вместе с тем нейроны различных уровней центральной нервной системы, включая ее высший отдел - кору головного мозга, участвуют в регуляции функций эндокринных желез. Железы внутренней секреции под влиянием нервных импульсов выделяют в кровь гормоны, в особенности в периоды, когда организм подвергается каким-либо неблагоприятным воздействиям или испытывает потребность в большем по сравнению с исходным количестве гормона.

Гормоны в отличие от нервных влияний реализуют действие медленно, поэтому биологические процессы, обусловленные ими, протекают также медленно. Эта особенность гормонов обеспечивает им существенную роль в регуляции формообразовательных явлений, развивающихся в широком временном интервале.

2) Гормоны адаптируют организм к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды организма. Например, гипергликемия стимулирует секрецию инсулина поджелудочной железой, что приводит к восстановлению уровня глюкозы в крови.

3) Гормоны восстанавливают измененное равновесие внутренней среды организма. Например, при понижении уровня глюкозы в крови из мозгового слоя надпочечников выбрасывается большое количество адреналина, который усиливает гликогенолиз в печени, в результате чего нормализуется уровень глюкозы в крови.

Таким образом, основная роль гормонов в организме связана с их влиянием на морфогенез, обменные процессы и гомеостаз, т. е. с сохранением постоянства состава и свойств внутренней среды организма.

Регуляция образования гормонов. Продукция гормонов в железах внутренней секреции регулируется вегетативной нервной системой, промежуточным мозгом (гипоталамус) и корой головного мозга. Гормоны желез внутренней секреции в свою очередь оказывают сильное влияние на функции центральной нервной системы, особенно на состояние нейронов коры головного мозга. Следовательно, связь между эндокринными железами и центральной нервной системы двусторонняя.

Гипофиз

В системе эндокринных желез гипофиз занимает особое положение. О гипофизе говорят как о центральной железе внутренней секреции. Это связано с тем, что гипофиз за счет своих специальных тропных гормонов регулирует деятельность других, так называемых периферических желез.

Гипофиз расположен в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости черепа. При помощи ножки он связан с основанием мозга.

Строение гипофиза. По своему строению гипофиз является сложным органом. Он состоит из аденогипофиза, который включает переднюю и среднюю доли, и нейрогипофиза, состоящего из задней доли. Аденогипофиз имеет эпителиальное происхождение, нейрогипофиз и его ножка - нейрогенное.

Гипофиз хорошо снабжается кровью. Особенностью кровообращения передней доли гипофиза является наличие портальной (воротной) системы сосудов, которые связывают ее с гипоталамусом. Установлено, что ток крови в воротной системе направляется от гипоталамуса к гипофизу.

Гормоны передней доли гипофиза.

Гормон роста (соматотропин) участвует в регуляции роста, что обусловлено его способностью усиливать образование белка в организме. Наиболее выражено влияние гормона на костную и хрящевую ткань. Под влиянием соматотропина происходит усиленный рост эпифизарных хрящей в длинных костях верхних и нижних конечностей, что обусловливает увеличение их длины.

В зависимости от того, в какой период жизни отмечается нарушение соматотропной функции гипофиза, обнаруживают различные изменения роста и развития организма человека. Если активность передней доли гипофиза (гиперфункция) возникает в детском организме, то это приводит к усиленному росту тела в длину - гигантизм (рис. 44). При снижении функции передней доли гипофиза (гипофункция) в растущем организме происходит резкая задержка роста - карликовость (рис. 45). Избыточное образование гормона у взрослого человека не отражается на росте тела в целом, так как он уже завершен. Отмечается увеличение размеров тех частей тела, которые еще сохраняют способность к росту (пальцы рук и ног, кисти и стопы, нос и нижняя челюсть, язык, органы грудной и брюшной полости). Это заболевание получило название акромегалия (от греч. akros - конечность, megas - большой).

Рис. 44. Гигантизм. Справа - человек нормального роста, слева - подросток

Рис. 45. Собаки одного помета. Возраст 12 мес. Слева - собака, которой в возрасте 2¹/₂ мес удален гипофиз, справа - нормальная собака

Пролактин способствует образованию молока в альвеолах молочной железы. Свое действие на молочную железу пролактин оказывает после предварительного влияния на нее женских половых гормонов - эстрогенов и прогестерона. Эстрогены вызывают рост протоков молочной железы, прогестерон - развитие ее альвеол. После родов усиливается секреция гипофизом пролактина и наступает лактация. Важным фактором, способствующим секреции пролактина, является акт сосания, который через нервно-рефлекторный механизм стимулирует образование и выделение пролактина передней долей гипофиза.

Тиреотропный гормон (тиреотропин) избирательно действует на щитовидную железу, стимулируя ее функцию. Если удалить или разрушить гипофиз у животных, то наступает атрофия щитовидной железы. Введение тиреотропина, наоборот, вызывает разрастание ткани щитовидной железы, и происходит ее гипертрофия.

Адренокортикотропный гормон (кортикотропин) является физиологическим стимулятором пучковой и сетчатой зон коры надпочечников, которые образуют гормоны глюкокортикоиды.

Кортикотропин вызывает распад и тормозит синтез белка в организме. В этом отношении гормон является антагонистом соматотропина, который усиливает синтез белка. Кортикотропин, как и глюкокортикоиды, тормозит развитие основного вещества соединительной ткани, снижает проницаемость капилляров. Эти эффекты лежат в основе противовоспалительного действия гормона. Под влиянием адренокортикотропного гормона происходит уменьшение размера и массы лимфатических узлов, селезенки и особенно вилочковой железы, уменьшается количество лимфоцитов в периферической крови, возникает эозинопения.

Фолликулостимулирующий гормон стимулирует рост везикулярного фолликула в яичнике, секрецию фолликулярной жидкости, формирование оболочек, окружающих фолликул. Влияние фоллитропина на образование женских половых гормонов - эстрогенов - небольшое. Этот гормон имеется как у женщин, так и у мужчин. У мужчин под влиянием фоллитропина происходит образование половых клеток - сперматозоидов.

Лютеинизирующий гормон необходим для роста везикулярного фолликула яичника на стадиях, предшествующих овуляции, и для самой овуляции. Без этого гормона не происходит овуляции и образования желтого тела на месте лопнувшего фолликула. Лютропин стимулирует образование эстрогенов. Однако, для того чтобы этот гормон осуществил свое действие на яичник (рост фолликулов, овуляция, секреция эстрогенов), необходимо длительное воздействие лютропина на везикулярные фолликулы.

Под воздействием лютеинизирующего гормона происходит также образование желтого тела из лопнувшего фолликула. Лютропин имеется как у женщин, так и у мужчин. У мужчин этот гормон способствует образованию мужских половых гормонов - андрогенов.

Лютеотропный гормон способствует функционированию желтого тела и образованию им гормона прогестерона.

Гормоны задней доли гипофиза.

Вазопрессин выполняет в организме две функции. Первая связана с влиянием гормона на гладкую мускулатуру артериол, тонус которых он увеличивает, что приводит к повышению величины артериального давления. Вторая и основная функция связана с антидиуретическим действием вазопрессина. Антидиуретический эффект вазопрессина выражается в его способности усиливать обратное всасывание воды из канальцев почек в кровь. Уменьшение образования вазопрессина является причиной несахарного диабета (несахарное мочеизнурение). При этом заболевании выделяется большое количество мочи (иногда десятки литров в сутки), в которой не содержится сахара (в отличие от сахарного диабета). Одновременно у таких больных возникает сильная жажда.

Окситоцин избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливая ее сокращение. Сокращение матки резко усиливается, если она предварительно находилась под воздействием эстрогенов. Во время беременности окситоцин не влияет на матку, так как под действием гормона желтого тела прогестерона она становится нечувствительной ко всем раздражениям.

Окситоцин стимулирует также выделение молока. Под влиянием окситоцина усиливается именно выделение молока, а не его секреция, которая находится под контролем гормона передней доли гипофиза пролактина.

Эпифиз (шишковидная железа)

Эпифиз - это образование конусовидной формы, которое нависает над верхними буграми четверохолмия. По внешнему виду железа напоминает еловую шишку, что и дало повод к ее названию.

Физиологическая роль шишковидной железы.

Мелатонин участвует в регуляции пигментного обмена - он обесцвечивает меланофоры, т. е. оказывает действие, противоположное действию гормона средней доли гипофиза интермедина.

Щитовидная железа

Щитовидная железа состоит из двух долей, расположенных на шее по обеим сторонам трахеи ниже щитовидного хряща.

Щитовидная железа имеет дольчатое строение. Ткань каждой доли железы состоит из множества замкнутых железистых пузырьков, называемых фолликулами.

Гормоны щитовидной железы. В щитовидной железе вырабатываются йодированные гормоны - тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин. Содержание тироксина в крови выше, чем трийодтиронина. Однако активность трийодтиронина в 4-10 раз выше, чем тироксина. В настоящее время известно, что в организме человека и животных имеется специальный гормон - тирокальцитонин, который участвует в регуляции кальциевого обмена. Основным источником этого гормона в организме млекопитающих служит щитовидная железа. Под влиянием тирокальцитонина снижается уровень кальция в крови. Гормон тормозит выведение кальция из костной ткани и увеличивает его отложение в ней. Тирокальцитонин угнетает функцию остеокластов, разрушающих костную ткань, и активирует функцию остеобластов, участвующих в образовании новой костной ткани.

Физиологическая роль гормонов щитовидной железы. Йодсодержащие гормоны оказывают выраженное влияние на функции центральной нервной системы, высшую нервную деятельность, на рост и развитие организма, на все виды обмена веществ.

1) Влияние на функции центральной нервной системы. Длительное введение собакам больших доз тироксина приведет к повышению возбудимости, усилению сухожильных рефлексов, дрожанию конечностей. Удаление щитовидной железы у животных резко снижает их двигательную активность, ослабляет оборонительные реакции. Введение тироксина повышает двигательную активность собак и восстанавливает безусловные рефлексы, ослабленные или исчезнувшие после тиреоидэктомии.

2) Влияние на высшую нервную деятельность. У собак после удаления щитовидной железы условные рефлексы и дифференцировочное торможение вырабатываются с большим трудом. Сформированный условный рефлекс оказывается на следующий день утраченным, и его приходится снова вырабатывать. Введение тироксина усиливает процесс возбуждения в коре больших полушарий, что приводит в нормализации условнорефлекторной активности животных.

3) Влияние на процессы роста и развития. У амфибий тироксин стимулирует метаморфоз. Если у головастиков удалить зачаток щитовидной железы, то они утрачивают способность превращаться в лягушек.

Удаление щитовидной железы в молодом возрасте вызывает задержку роста тела млекопитающих (рис. 47). Нарушается развитие скелета. Центры окостенения появляются поздно. Животные становятся карликами. Замедляется развитие почти всех органов, половых желез.

Рис. 47. Собаки одного помета. Справа собака, которой вскоре после рождения удалена щитовидная железа; слева - нормальная собака

4) Влияние на обмен веществ. Тироксин воздействует на обмен белков, жиров, углеводов и минеральный обмен. Гормон усиливает расходование всех видов питательных веществ, повышает потребление тканями глюкозы. Под влиянием тироксина в организме заметно уменьшается запас жира в депо и гликогена в печени.

Многообразное действие йодированных гормонов на обмен веществ связано с их влиянием на внутриклеточные процессы окисления и синтеза белка. Усиление энергетических и окислительных процессов под влиянием тиреоидных гормонов является причиной исхудания, обычно возникающего при гипертиреозе.

При введении животным гормонов щитовидной железы происходит значительное усиление основного обмена веществ. Так, если ввести собаке 1 мг тироксина, то суточный расход энергии увеличивается примерно на 1000 ккал.

5) Влияние на вегетативные функции организма. Тироксин увеличивает частоту сердечных сокращений, дыхательных движений, повышает потоотделение. Гормон снижает способность крови к свертыванию и повышает ее фибринолитическую способность. Это связано с тем, что гормон уменьшает образование в печени, почках, легких и сердце факторов, участвующих в процессе свертывания крови, и увеличивает синтез антикоагулянтов, а также веществ, стимулирующих фибринолитические свойства крови.

Нарушение функции щитовидной железы может сопровождаться или повышением, или снижением ее гормонообразовательной активности.

Если недостаточность функции щитовидной железы (гипотиреоз) проявляется у человека в детском возрасте, то возникает кретинизм (рис. 48). При этом заболевании наблюдаются нарушение пропорций тела, задержка роста, психического и полового развития. Для внешнего облика кретина характерны постоянно открытый рот и высунутый язык.

Рис. 48. Кретинизм

При недостаточной функциональной активности щитовидной железы может возникнуть и другое патологическое состояние, которое получило название микседемы (слизистый отек). Заболевание встречается преимущественно в детском и старческом возрасте, а также у женщин в климактерическом периоде.

У больных микседемой отмечаются психическая заторможенность, вялость, сонливость, снижение интеллекта и возбудимости симпатического отдела вегетативной нервной системы, нарушение половых функций. Наблюдается угнетение интенсивности всех видов обмена веществ. Основной обмен веществ снижен на 30-40%. Масса тела увеличена за счет повышения количества тканевой жидкости. У больных отмечается одутловатость лица.

При повышении функциональной активности щитовидной железы (гипертиреоз) возникает заболевание - тиреотоксикоз (базедова болезнь) (рис. 49). Характерными признаками этого заболевания являются увеличение щитовидной железы, пучеглазие, учащение сердечных сокращений, повышение обмена веществ, особенно основного, и температуры тела, увеличенное потребление пищи и вместе с тем исхудание. Значительные сдвиги отмечаются в активности нервной и мышечной систем. Наблюдается повышенная возбудимость и раздражительность, изменяются соотношения тонуса отделов вегетативной нервной системы, преобладает возбуждение симпатической нервной системы. Сухожильные рефлексы усилены, иногда отмечается мышечное дрожание. У больных обнаруживается мышечная слабость и быстрая утомленность.

Рис. 49. Тиреотоксикоз