Современные представления о функциях эндокринной системы

ЗАНЯТИЕ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ГУМОРАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ РЕГУЛЯЦИИ

    1.Современные представления о функциях эндокринной системы.

    2.Общая характеристика желез внутренней секреции (ЖВС), характеристика и классификация гормонов.

    3. Методы исследования функций ЖВС.

Современные представления о функциях эндокринной системы.

Эндокринная система — система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.

Нейроэндокринная (эндокринная) система координирует и регулирует деятельность практически всех органов и систем организма, обеспечивает его адаптацию к постоянно изменяющимся условиям внешней и внутренней среды, сохраняя постоянство внутренней среды, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности данного индивидуума.

Эндокринная система делится на гландулярную эндокринную систему (или гландулярный аппарат), в которой эндокринные клетки собраны вместе и формируют железу внутренней секреции, и диффузную эндокринную систему. Железа внутренней секреции производит гландулярные гормоны, к которым относятся все стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы и многие пептидные гормоны. Диффузная эндокринная система представлена рассеянными по всему организму эндокринными клетками, продуцирующими гормоны, называемые агландулярными — (за исключением кальцитриола) пептиды. Практически в любой ткани организма имеются эндокринные клетки.

К железам внутренней секреции относят: гипофиз, щитовидную и околощитовидные железы, зобную железу, островковый аппарат поджелудочной железы, кору и мозговое вещество надпочечников, половые железы, плаценту и эпифиз. Гипофиз объединяет железы внутренней секреции в единую эндокринную систему, секреция гормонов гипофизом регулируется образованием нервной системы гипоталамусом. Гипофиз и эпифиз относят к центральным железам, остальные к периферическим, которые делят на зависимые и независимые от передней доли гипофиза (аденогипофиза).

К гипофиззависимым относят щитовидную железу, надпочечники (корко­вое вещество) и половые железы (яички, яичники). Гормоны аденогипофиза активируют выделение гормонов соответствующими железами, при высоких кон­центрациях гормоны гипофиззависимых желез воздействуют на аденогипофиз и тормозят его активность.

К гипофизнезависимым относят околощитовид­ные железы, эпифиз, панкреатические островки, мозговое вещество надпочечников, параганглии. Их деятельность подчинена собственным внутренним меха­низмам и ритмам.

 Железы внутренней секреции выделяют во внутреннюю среду организма (межклеточную жидкость, цереброспинальную жидкость, лимфу и кровь) гормоны, которые являются важнейшими факторами гуморальной регуляции и обеспечивают химическое взаимодействие клеток организма. Гормоны обеспечивают внутриклеточные, межклеточные и межорганные связи, выполняют информационные (сигнальные) и специализированные регуляторные функции. Гормоны обладают избирательным действием на клетки и органы-мишени, которые имеют к ним соответствующие рецепторы, обладают полиморфизмом действия; один и тот же гормон в разных тканях может оказывать противоположные эффекты. Каждый гормон может действовать разнонаправленно в зависимости от его концентрации и функционального состояния клетки. В настоящее время понятие «гормон» расширено: помимо гормонов, вырабатываемых в эндокринной системе, термин «гормон» применяют также по отношению к нейропептидам, интерлейкинам, интерферонам, факторам роста, хемокинам, эритропоэтину, предсердному натрийуретическому фактору, ангиотензинам и другим биологически активным веществам, которые осуществляют гуморальную (дистантную) регуляцию функций клеток–мишеней.

 

Сравнительная характеристика нервного и эндокринного механизмов регуляции физиологических функций организма. Единство нервной и гуморальной регуляции.

 

В организме животных и человека имеются две сложные системы управления функциями: нервная и гуморальная, которые тесно связаны между собой и осуществляют единую нейрогуморальную регуляцию, которая обеспечивает поддержание гомеостаза и приспособительную деятельность организма. Эти механизмы имеют многочисленные связи, как на уровне функционирования нервных центров, так и при передаче сигнальной информации эффекторным структурам. Например, при осуществлении простейшего рефлекса как элементарного механизма нервных регуляций передача сигнализации с одной клетки на другую осуществляется посредством гуморальных факторов - нейромедиаторов. Чувствительность сенсорных рецепторов к действию раздражителей и функциональное состояние нейронов изменяется под действием гормонов, нейромедиаторов, ряда других биологически активных веществ, а также простейших метаболитов и минеральных ионов (К⁺, Na⁺, Ca²⁺, С1^-). В свою очередь, нервная система может запускать или выполнять коррекцию гуморальных регуляций.

Все функции организма находятся под двойным контролем: нервным и гуморальным. Гуморальная (от греч. humor – влага, жидкость) предусматривает регулирующее влияние переносимых кровью, лимфой, тканевой жидкостью биологически активных веществ, гормонов. Гормоны вырабатываются одними клетками организма для избирательного воздействия на другие клетки, клетки - «мишени» определенных органов.

Гормоны эндокринного аппарата участвуют в регуляции гомеостаза (постоянства внутренней среды), обмене веществ, влияют на рост, дифференцировку, размножение, обеспечивают ответную реакцию организма на изменения внешней среды.

Под гуморальным влиянием находятся абсолютно все органы и ткани организма человека, тогда как нервный контроль отсутствует у двух органов: коры надпочечников и плаценты. Это означает, что эти два органа не имеют нервных окончаний, однако не значит, что функции коры надпочечников и плаценты находятся вне сферы нервных влияний. В результате активности нервной системы изменяется выделение гормонов, которые регулируют функции коры надпочечников и плаценты.

Нервная и гуморальная регуляция одинаково важны для сохранения организма как целого, в том числе и при организации поведения. Роль и доля участия каждой из двух систем различна для разных функций и состояний организма. Но в регуляции целостной функции всегда присутствуют и гуморальные и чисто нервные влияния. Они представляют две стороны единой нейрогуморальной системы.

 

 

Рисунок 1 – Единство нервной и гуморальной регуляции

Гуморальные механизмы филогенетически более древние, они имеются даже у одноклеточных животных и приобретают большое разнообразие у многоклеточных и особенно у человека. В дальнейшем в процессе эволюции они дополнились высокоспециализированной нервной системой.

Филогенетические этапы развития эндокринных органов. В процессе эволюционного развития выделяют 3 этапа регуляции эндокринной системы.

1. Гуморальный этап. Гуморальный способ информационных взаимодействий клеток, тканей и органов, направленный на сохранение гомеостаза, относится к наиболее древним видам коммуникаций и появился значительно раньше, чем нервная система. Так, у простейших одноклеточных организмов нервной системы еще нет. Однако регуляция деятельности клетки осуществляется через внутриклеточную жидкость, благодаря чему имеет место связь всех отделов клетки с окружающей средой, т.е. функционирует гуморальная связь. Регуляция всех функций организма осуществляется диффузно, по плазме, а у многоклеточных по системе специальных трубочек – сосудов.

2. Химический этап. Развитие представлений об управлении жизненными процессами при помощи химических веществ началась еще с представлений Гиппократа, который приписывал неким «сокам организма» способность управлять и телом и духом человека. Дальнейшие исследования ученых доказали, что регуляция всех функций организма и связь его с внешним миром осуществляется только с помощью химических веществ(химические таксисы), содержащихся в жидкостях организма.В процессе эволюции происходит увеличение числа клеток в организме, их специализация, появляются клетки, которые несут гормональную функцию. В дальнейшем они концентрируются в определенных местах и из них формируются эндокринные железы. Параллельно в организме развивается и нервная система, которая по мере усложнения все более и более подчиняет своему влиянию гуморальные связи. Таким образом, с появлением нервной системы складывается нейроэндокринный этап регуляции.

3. Нейрогуморальный этап регуляции. На этом этапе устанавливается тесное взаимодействие химически активных веществ и нервных элементов. Химически активные вещества вырабатываются в процессе обмена веществ под влиянием нервной системы, одновременно становятся возбудителями последней – медиаторами, т.е. передатчиками нервного возбуждения (например, норадреналин, ацетилхолин, гистамин и др.), на ранних стадиях филогенеза процесс передачи медиаторов происходит от клетки к клетке и протекает медленно – местные активаторы. На дальнейшей стадии филогенеза появляются дистантные активаторы, которые действуют на большом расстоянии от места их образования, и распространяются быстро по кровеносной и лимфатической системе. Эти дистантные активаторы вырабатываются в специально развивающихся органах – железах внутренней секреции или эндокринных железах.

Железы внутренней секреции тесно связаны с нервной системой, они хорошо снабжены интерорецепторами и иннервируются вегетативной нервной системы. Во-вторых, секрет желез в свою очередь действует через кровь на нервные центры. Высшим центром регуляции эндокринных функций является гипоталамус – отдел промежуточного мозга. Он объединяет нервную и гуморальную регуляцию в нейрогуморальный механизм регуляции жизнедеятельности организма.

Таким образом, жизнедеятельность человека осуществляется благодаря интеграции и координации клеток тела, за счет нервной и гуморальной регуляции.

 

    Таблица 1 – Сравнительная характеристика нервного и эндокринного механизмов регуляции физиологических функций организма

Параметр сравнения	Нервный механизм  регуляции	Эндокринный механизм регуляции
Точность регуляции (чем достигается)	Большая точность регуляции, по типу «телеграфа» за счет проведения сигналов по нервным волокнам (закон изолированного проведения возбуждения) и наличием синапсов	Менее точная регуляция по типу «радио» за счет передачи сигналов (гормонов) током крови и наличием специфических рецепторов к ним в клетках-мишенях
Скорость регуляции (по скорости передачи сигнала)	Большая скорость передачи сигналов (потенциалов действия) по нервным волокнам от 7 до 120 м/с(типа А-альфа)	Низкая скорость передачи сигнала. Максимальная скорость кровотока0,5 м/с (в аорте); скорость в капиллярах = 0,5 мм/с
Длительность регуляции (по длительности периода полураспада нейромедиаторов или гормонов)	Малая длительность, так как период полураспада нейромедиаторов составляет обычно миллисекунды. Контролирует «быстрые» рефлекторные реакции на действие различных раздражителей, прежде всего взаимодействие с внешней средой.	Большая длительность, так как период полураспада гормонов составляет секунды, минуты, десятки минут, а для отдельных гормонов часы или сутки. Контролирует медленные процессы: деление и дифференцировку клеток, обмен веществ, рост, половое созревание (регуляция изменений внутренней среды).