Общая характеристика, методы изучения функций эндокринных желез. Механизм действия гормонов, нейрогуморальная регуляция деятельности желез внутренней секреции

1. Общая характеристика желез внутренней секреции

Железы внутренней секреции или эндокринные органы – железы или группы клеток, способные вырабатывать специфические биологически активные вещества — гормоны, осуществляющие гуморальную регуляцию функций организма.

Эндокринные железы делят на 2 группы:

1. Только эндокринные – щитовидная, паращитовидные железы, гипофиз, надпочечники, эпифиз, тимус;

2. Смешанной секреции – поджелудочная железа, семенники, яичники.

Признаки эндокринных желез:

1) сравнительно небольшие размеры, обильное кровоснабжение;

2) выделение вырабатываемых продуктов непосредственно в кровь, не имеют выводных протоков;

3) мерокриновый тип секреции, т.е. секреция гормонов путем экзоцитоза, без нарушения целостности клетки

Гормоны (инкреты) — биологически активные вещества, вырабатываемы эндокринными железами или клетками и оказывающих специфическое действие на органы-мишени.

Под контролем гормонов находятся все основные процессы жизнедеятельности, этапы индивидуального развития животных, все виды клеточного метаболизма. Они обеспечивают нормальный рост и развитие животных, поддержание гомеостаза, размножение, адаптацию к меняющимся условиям среды.

Особенности гормонов:

• - синтез и выделение гормонов осуществляется специализированными клетками;

• - высокая биологическая активность (проявляют действие в очень малых количествах);

• - специфичность (определенная химическая структура, место синтеза и функция);

• - небольшой размер молекул (позволяет проникать через эндотелий капилляров и мембраны клеток);

• - дистантность действия (переносятся кровью далеко от места их образования);

• - выделяются непосредственно в кровь;

• - сравнительно быстрое разрушение гормонов (обуславливает их постоянную выработку);

• - отсутствие у большинства гормонов видовой специфичности (позволяет использовать гормональные препараты, полученные от одних животных другим);

• - оказывают корригирующее влияние на органы-мишени, а не пусковое (включают и выключают на генетическом уровне определенные клеточные программы), не являются катализаторами и коферментами, не выполняют пластикоэнергетической роли.

По функциональному признаку различают гормоны:

1) действующие на орган-мишень - эффекторные;

2) стимулирующие синтез и выделение эффекторных гормонов - тропные;

3) регулирующие синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза и выделяемые нейросекреторными клетками гипоталамуса - рилизинг-гормоны, осуществляют связь между эндокринной системой и ЦНС.

Различия между нервной и эндокринной регуляцией:

Нервная регуляция Эндокринная регуляция

Информация передается по аксонам в виде нервных, электрических импульсов Информация передается химическими веществами через кровеносное русло

Скорость передачи быстрая Скорость передачи медленная

Ответ наступает сразу Ответ обычно развивается медленно

Ответ кратковременный Ответ продолжительный

Ответ четко локализован Ответ обычно генерализован

Стероиды вырабатываются эндокринными железами мезодермального, а остальные гормоны — эктодермального происхождения.

По химической природе все гормоны (за редким исключением) относятся к трем основных классам: стероиды, амины, пептиды.

Гормоны Место секреции

Пептиды

n Тиролиберин Гипоталамус

n Кортикотропин Передняя доля гипофиза

n Вазопрессин Задняя доля гипофиза

n Инсулин Поджелудочная железа

Амины

n Адреналин Мозговой слой надпочечников

n Тироксин Щитовидная железа

Стероиды

n Кортизол Кора надпочечников

n Эстрадиол Яичники

n Прогестерон Желтое тело яичника

n Тестостерон Семенники

 

Методы изучения функций эндокринных желез.

Для изучения функций желез внутренней секреции используются различные экспериментальные и клинические методы исследования. К наиболее важным из них следует отнести следующие:

1. Изучение последствий удаления (экстирпации) эндокринных желез. После удаления какой-либо эндокринной железы возникает комплекс расстройств, обусловленных выпадением регуляторных эффектов тех гормонов, которые вырабатываются в этой железе. Например, предположение о наличии эндокринных функций у поджелудочной железы нашло подтверждение в опытах И. Меринга и О. Минковского (1889), показавших, что ее удаление у собак при-водит к выраженной гипергликемии и глюкозурии; животные погибали в течение 2—3 нед. после операции на фоне явлений тяжелого сахарного диабета. В последующем было установлено, что эти изменения возникают из-за недостатка инсулина — гормона, образующегося в островковом аппарате поджелудочной железы.

2. Наблюдение эффектов, возникших при имплантации желез. У животного с удаленной эндокринной железой можно ее имплантировать заново в хорошо васкуляризированную область тела, например под капсулу почки или в переднюю камеру глаза. Такая операция называется реимплантацией. Для ее проведения обычно используют эндокринную железу, полученную от животного-донора. После реимплантации постепенно восстанавливается уровень гормонов в крови, что приводит к исчезновению нарушений, возникших ранее в результате дефицита этих гормонов в организме.

3. Изучение эффектов, возникших при введении экстрактов эндокринных желез. Нарушения, возникшие после хирургического удаления эндокринной железы, могут быть откорректированы посредством введения в организм достаточного количества экстракта данной железы или индивидуального гормона.

4. Использование радиоактивных изотопов. Иногда для исследования функциональной активности эндокринной железы, может быть использована ее способность захватывать из крови и накапливать определенное соединение. Известно, например, что щитовидная железа активно поглощает йод, который затем используется для синтеза тироксина и трийодтиронина.

5. Методы радиоиммунологического определения концентрации (количественного содержания) гормонов в крови. Эти методы основаны на том, что меченный радиоактивной меткой гормон и гормон, содержащийся в исследуемом материале, конкурируют между собой за связывание со специфическими антителами: чем больше в биологическом материале содержится данного гормона, тем меньше свяжется меченых молекул гормона, так как количество гормонсвязывающих участков в образце постоянно.

6. Важное значение для понимания регуляторных функций желез внутренней секреции и диагностики эндокринной патологии имеют клинические методы исследования. К ним относятся диагностика типичных симптомов избытка или недостатка того или иного гормона, использование различных функциональных проб, рентгенологические, лабораторные и другие методы исследования.

Механизм действия гормонов:

1. Мембранный — молекулы гормонов адсорбируются на мембране клеток и усиливают ее проницаемость.

2. Мембранно-внутриклеточный — молекулы гормонов проникают через мембрану в клетку и оказывают метаболическое действие.

3. Внутриклеточный — гормоны проникают в клетку, взаимодействуют с белком-рецептором в клетке и влияют на синтез белков.

1. Мембранный механизм.

Гормон связывается с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет ее проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов, т.е. является эффектором транспортных систем мембран.

Характерен для инсулина (обладает и мембранно-внутриклеточным механизмом). Редко встречается в изолированном виде.

2. Мембранно-внутриклеточный механизм.

Характерен для гормонов, которые не проникают в клетку и поэтому влияют на обмен веществ через внутриклеточного химического посредника.

Это белково-пептидные гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желез, кальцитонин щитовидной железы; производные аминокислот: гормоны мозгового слоя надпочечников – адреналин, норадреналин и щитовидной железы – тироксин, трийодтиронин.

Функции внутриклеточных химических посредников гормонов выполняют циклические нуклеотиды – циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ), ионы кальция.

3. Внутриклеточный (цитозольный) механизм действия.

Характерен для стероидных гормонов (кортикостероидов, половых гормонов – андрогенов, эстрогенов и гестагенов), которые являются липофильными веществами и способны проникать через липидный слой мембраны.

Гормон в цитоплазме клетки взаимодействует со специфическим белком-рецептором, образуя комплекс, который активируясь проникает через ядерную мембрану к хромосомам, взаимодействует с ними, активирует гены, усиливается синтез РНК и соответствующих ферментов.

Гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин (нестероидные) - также действуют на ядро и проникнув в клетку, сразу связываются с ядерными рецепторами

Сперма с/х животных

Сперма и ее компоненты.

Сперма состоит из спермиев и плазмы спермы. Спермии вырабатываются семенниками, плазма спермы – придатками семенников, ампулами спермио проводов и придаточными половыми железами. Выделение спермы обычно происходит во время полового акта. Спермоизвержение является нейрорефлекторным процессом и обозначается термином «эякуляция». Объем спермы, выделенный во время эякуляции, обозначают термином «эякулят».

Спермии являются главным компонентом спермы. Их образование происходит в извитых канальцах семенников, на долю которых приходится 75…90% всей тестикулярной ткани.

Спермиогенез - процесс образования и созревания мужских половых клеток. Спермиогенез начинается незадолго до достижения половой зрелости и продолжается на протяжении всей репродуктивной жизни самца. Исключение составляют животные некоторых видов (олени, верблюды, слоны), у которых процесс образования спермиев ограничивается половым сезоном.

Строение спермия. Тестикулярные спермии представляют собой незрелые мужские половые клетки. Их созревание и хранение происходит в канале придатка семенника. Зрелые спермии практически лишены цитоплазмы, незрелые содержат проксимальную, или дистальную, цитоплазматическую каплю. Зрелые спермии состоят из головки, шейки, тела и хвоста. Головка спермия ложкообразной формы. Оплодотворение яйцеклетки – основная функция спермиев. Осуществление этой функции обеспечивается за счет их способности активно двигаться, регенерировать энергию и проникать через оболочки овоцита. Оплодотворяющей способностью обладает головка спермия. Большую часть головки спермия занимает ядро, окруженное непроницаемой ядерной оболочкой. Снаружи головка покрыта цитоплазматической оболочкой (плазмолеммой), которая переходит на шейку, тело и хвост спермия. В апикальной части головки спермия, между плазмолеммой и ядерной оболочкой, располагается акросома, состоящая из внутренней и внешней мембран и содержимого, богатого ферментами. Шейка соединяет головку с телом. В ее цитоплазме имеются две центриоли – проксимальная и дистальная. Первая – при оплодотворении вносится в цитоплазму яйцеклетки, вторая подразделяется на две части: переднюю и заднюю. От передней части дистальной центриоли начинается осевая нить – двигательный аппарат спермия. Осевая нить состоит из 11 фибрилл, две из которых – центральные, 9 – боковые. Боковые фибриллы, состоящие из тонких внутренних и толстых наружных нитей, образуют фибриллярный футляр. Осевая нить пронизывает тело и хвост спермия. Она состоит из микротрубочек, содержащих сократительный белок тубулин. Энергия, необходимая для движения спермия, генерируется митохондриями. Хвост является органом движения спермия. Его осевая нить окружена тройной спиральной нитью. Концевая часть хвоста лишена плазмолеммы и имеет вид кисточки ввиду расслоения 11 тонких фибрилл. Виды и скорость движения спермиев Различают три вида движения у спермиев: прямолинейное поступательное, колебательное и манежное. Нормальные спермии млекопитающих животных двигаются прямолинейно поступательно за счет волнообразных сокращений хвоста и вращения спермия вокруг своей оси. Скорость поступательного движения спермия зависит от температуры, pH, вязкости среды и др. факторов. При движении они не сталкиваются и не склеиваются один с другим благодаря наличию на их поверхности отрицательного электрического заряда. Источники энергии Источником энергии для спермиев служит аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Эндогенные запасы АТФ у спермия быстро расходуются на движение и поэтому должны постоянно восполняться. Процессы, обеспечивающие спермии энергией, происходят в его теле. Энергия образуется за счет гликолиза моносахаров и биологического окисления различных веществ

Плазма спермы Плазма спермы представляет собой смесь секретов семенников, их придатков, ампул спермио проводов и предстательной железы. Основным продуцентом плазмы спермы у быков, баранов, хряков и жеребцов является пузырьковидная, предстательная и луковичная железы, у котов – предстательная и луковичная, у кобелей – только предстательная железа. Придаточные половые железы хорошо развиты и выделяют много секрета у животных с маточным типом естественного осеменения. Эякуляты у самцов этих животных большие, а концентрация спермы низкая. Выделение спермы происходит в виде трех фракций. У животных же с влагалищным типом естественного осеменения придаточные половые железы вырабатывают относительно мало секрета, эякуляты небольшие, но сперма имеет очень высокую концентрацию и выделяется одномоментно.