Рисунок гипофиза поджелудочной железы

Гормоны – вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и выделяемые в кровь, механизм их действия. Эндокринная система – совокупность эндокринных желез, обеспечивающих выработку гормонов. Половые гормоны.

Для нормальной жизнедеятельности человеку нужно множество веществ, которые поступают из внешней среды (пища, воздух, вода) или синтезируются внутри организма. При недостатке этих веществ в организме возникают различные нарушения, которые могут приводить к серьезным заболеваниям. К числу таких веществ, синтезируемых эндокринными железами внутри организма, относятся гормоны.

Прежде всего следует отметить, что у человека и животных есть два типа желез. Железы одного типа – слезные, слюнные, потовые и другие – выделяют вырабатываемый ими секрет наружу и называются экзокринными (от греческого exo – вне, снаружи, krino – выделять). Железы же второго типа выбрасывают синтезируемые в них вещества в омывающую их кровь. Эти железы назвали эндокринными (от греческого endon – внутри), а вещества, выбрасываемые в кровь, – гормонами.

Таким образом, гормоны (от греческого hormaino – приводить в движение, побуждать) – биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами (смотри рисунок 1.5.15) или специальными клетками в тканях. Такие клетки можно обнаружить в сердце, желудке, кишечнике, слюнных железах, почках, печени и в других органах. Гормоны высвобождаются в кровоток и оказывают действие на клетки органов-мишеней, находящихся на удалении, либо непосредственно на месте их образования (местные гормоны).

Гормоны вырабатываются в небольших количествах, но длительное время сохраняются в активном состоянии и с током крови разносятся по всему организму. Основные функции гормонов это:

– поддержание внутренней среды организма;

– участие в обменных процессах;

– регуляция роста и развития организма.

Полный перечень гормонов и их функции представлены в таблице 1.5.2.

Таблица 1.5.2. Основные гормоны

Строение эндокринной системы. На рисунке 1.5.15 изображены железы, которые вырабатывают гормоны: гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочная железа, яичники (у женщин) и яички (у мужчин). Все железы и клетки, выделяющие гормоны, объединены в эндокринную систему.

Эндокринная система работает под контролем центральной нервной системы и совместно с ней осуществляет регуляцию и координацию функций организма. Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка регулирующих факторов.

С помощью выделения гормонов эндокринная система, вместе с нервной, обеспечивает существование организма как единого целого. Рассмотрим такой пример. Если бы не было эндокринной системы, то весь организм представлял бы собой бесконечно запутанную цепь “проводов” – нервных волокон. При этом по множеству “проводов” пришлось бы последовательно отдавать одну-единственную команду, которую можно передать в виде одной “команды”, переданной “по радио”, сразу многим клеткам.

Эндокринные клетки производят гормоны и выделяют их в кровь, а клетки нервной системы (нейроны) вырабатывают биологически активные вещества (нейромедиаторы – норадреналин, ацетилхолин, серотонин и другие), выделяющиеся в синаптические щели.

Связующим звеном между эндокринной и нервной системами служит гипоталамус, являющийся одновременно и нервным образованием, и эндокринной железой.

Он контролирует и объединяет эндокринные механизмы регуляции с нервными, являясь также мозговым центром вегетативной нервной системы. В гипоталамусе находятся нейроны, способные вырабатывать особые вещества – нейрогормоны, регулирующие выделение гормонов другими эндокринными железами. Центральным органом эндокринной системы является также гипофиз. Остальные эндокринные железы относят к периферическим органам эндокринной системы.

Как видно из рисунка 1.5.16, в ответ на информацию, поступающую от центральной и вегетативной нервной системы, гипоталамус выделяет специальные вещества – нейрогормоны, которые “дают команду” гипофизу ускорить или замедлить выработку стимулирующих гормонов.

Кроме того, гипоталамус может посылать сигналы непосредственно периферическим эндокринным железам без участия гипофиза.

К основным стимулирующим гормонам гипофиза относятся тиреотропный, адренокортикотропный, фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и соматотропный.

Тиреотропный гормон действует на щитовидную и паращитовидные железы. Он активизирует синтез и выделение тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина), а также гормона кальцитонина (который участвует в кальциевом обмене и вызывает снижение содержания кальция в крови) щитовидной железой.

Паращитовидные железы вырабатывают паратгормон, который участвует в регуляции обмена кальция и фосфора.

Адренокортикотропный гормон стимулирует выработку кортикостероидов (глюкокортикоидов и минералокортикоидов) корковым веществом надпочечников. Кроме того, клетки коркового вещества надпочечника вырабатывают андрогены, эстрогены и прогестерон (в небольших количествах), ответственные, наряду с аналогичными гормонами половых желез, за развитие вторичных половых признаков. Клетки мозгового вещества надпочечника синтезируют адреналин, норадреналин и дофамин.

Фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны стимулируют половые функции и выработку гормонов половыми железами. Яичники женщин продуцируют эстрогены, прогестерон, андрогены, а яички мужчин – андрогены.

Соматотропный гормон стимулирует рост организма в целом и его отдельных органов (в том числе рост скелета) и выработку одного из гормонов поджелудочной железы – соматостатина, подавляющего выделение поджелудочной железой инсулина, глюкагона и пищеварительных ферментов. В поджелудочной железе имеются 2 вида специализированных клеток, сгруппированных в виде мельчайших островков (островки Лангерганса смотри рисунок 1.5.15, вид Г). Это альфа-клетки, которые синтезируют гормон глюкагон, и бета-клетки, продуцирующие гормон инсулин. Инсулин и глюкагон регулируют углеводный обмен (то есть уровень глюкозы в крови).

Стимулирующие гормоны активизируют функции периферических эндокринных желез, побуждая их к выделению гормонов, участвующих в регуляции основных процессов жизнедеятельности организма.

Интересно, что избыток гормонов, вырабатываемых периферическими эндокринными железами, подавляет выделение соответствующего “тропного” гормона гипофиза. Это яркая иллюстрация универсального регулирующего механизма в живых организмах, обозначаемого как отрицательная обратная связь.

Помимо стимулирующих гормонов, гипофиз вырабатывает также гормоны, непосредственно участвующие в контроле жизненных функций организма. К таким гормонам относятся: соматотропный гормон (о котором мы уже упоминали выше), лютеотропный гормон, антидиуретический гормон, окситоцин и другие.

Лютеотропный гормон (пролактин) контролирует выработку молока в молочных железах.

Антидиуретический гормон (вазопрессин) задерживает выведение жидкости из организма и повышает артериальное давление крови.

Окситоцин вызывает сокращение матки и стимулирует выделение молока молочными железами.

Недостаток гормонов гипофиза в организме компенсируют лекарственными средствами, которые восполняют их дефицит или имитируют их действие. К таким препаратам относятся в частности Нордитропин® Симплекс® (фирма “Novo Nordisk”), оказывающий соматотропное действие; Менопур (фирма “Ferring”), обладающий гонадотропными свойствами; Минирин® и Реместип® (фирма “Ferring”), действующие подобно эндогенному вазопрессину. Лекарства применяют и в тех случаях, когда по каким-то причинам нужно подавить активность гормонов гипофиза. Так, препарат Декапептил депо (фирма “Ferring”) блокирует гонадотропную функцию гипофиза и подавляет высвобождение лютеинизирующего и фоликулостимулирующего гормонов.

Уровень некоторых гормонов, контролируемых гипофизом, подвержен циклическим колебаниям. Так, менструальный цикл у женщин определяется месячными колебаниями уровня лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, которые вырабатываются в гипофизе и воздействуют на яичники. Соответственно уровень гормонов яичников – эстрогенов и прогестерона – колеблется в таком же ритме. Каким образом гипоталамус и гипофиз управляют этими биоритмами – до конца не ясно.

Есть и такие гормоны, выработка которых изменяется по еще не понятным до конца причинам. Так, уровень кортикостероидов и гормона роста почему-то колеблется в течение суток: достигает максимума утром, а минимума – в полдень.

Механизм действия гормонов. Гормон связывается рецепторами в клетках-мишенях, при этом активируются внутриклеточные ферменты, что приводит клетку-мишень в состояние функционального возбуждения. Избыточное количество гормона действует на вырабатывающую его железу или через вегетативную нервную систему на гипоталамус, побуждая их к снижению выработки этого гормона (опять отрицательная обратная связь!).

Наоборот, любой сбой в синтезе гормонов или нарушение функций эндокринной системы приводит к неприятным для здоровья последствиям. Например, при недостатке соматотропина, выделяемого гипофизом, ребенок остается карликом.

Всемирной организацией здравоохранения установлен рост среднего человека – 160 см (у женщин) и 170 см ( у мужчин). Человек ниже 140 см или выше 195 см считается уже очень низким или очень высоким. Известно, что римский император Маскимилиан имел рост 2,5 м, а египетская карлица Агибе была ростом всего 38 см!

Недостаток гормонов щитовидной железы у детей приводит к развитию умственной отсталости, а у взрослых – к замедлению обмена веществ, снижению температуры тела, появлению отеков.

Известно, что при стрессе увеличивается выработка кортикостероидов и развивается “синдром недомогания”. Возможности организма приспосабливаться (адаптироваться) к стрессу во многом зависят от способности эндокринной системы быстро отвечать снижением выработки кортикостероидов.

При недостатке инсулина, производимого поджелудочной железой, возникает тяжелое заболевание – диабет.

Стоит отметить, что по мере старения (естественного угасания организма) складываются различные соотношения гормональных компонентов в организме.

Так наблюдается уменьшение образование одних гормонов и увеличение других. Уменьшение активности эндокринных органов происходит с разной скоростью: к 13-15 годам – наступает атрофия вилочковой железы, концентрация в плазме крови тестостерона у мужчин постепенно снижается уже после 18 лет, секреция эстрогенов у женщин уменьшается после 30 лет; продукция гормонов щитовидной железы ограничивается только к 60-65 годам.

Половые гормоны. Существуют два вида половых гормонов – мужские (андрогены) и женские (эстрогены). В организме и у мужчин, и у женщин присутствуют оба вида. От их соотношения зависит развитие половых органов и формирование вторичных половых признаков в подростковый период (увеличение грудных желез у девочек, появление волос на лице и огрубение голоса у мальчиков и тому подобное). Вам, наверное, приходилось видеть на улице, в транспорте старушек с грубым голосом, усиками и даже бородкой. Объясняется это достаточно просто. С возрастом у женщин снижается выработка эстрогенов (женских половых гормонов), и может случиться, что мужские половые гормоны (андрогены) станут преобладать над женскими. Отсюда – и огрубение голоса, и избыточное оволосение (гирсутизм).

Как известно мужчины, больные алкоголизмом страдают выраженной феминизацией (вплоть до увеличения грудных желез) и импотенцией. Это тоже результат протекания гормональных процессов. Многократный прием алкоголя мужчинами приводит к подавлению функции яичек и снижению в крови концентрации мужского полового гормона – тестостерона, которому мы обязаны чувством страсти и полового влечения. Одновременно надпочечники увеличивают выработку веществ, близких по строению к тестостерону, но не оказывающих на мужскую половую систему активирующего (андрогенного) действия. Это обманывает гипофиз, и он уменьшает свое стимулирующее влияние на надпочечники. В результате выработка тестостерона еще более уменьшается. При этом введение тестостерона мало помогает, так как в организме алкоголика печень превращает его в женский половой гормон (эстрон). Получается, что лечение только ухудшит результат. Так что мужчинам приходится выбирать, что для них важнее: секс или алкоголь.

Трудно переоценить роль гормонов. Их работу можно сравнить с игрой оркестра, когда любой сбой или фальшивая нота нарушают гармонию. На основе свойств гормонов создано много лекарственных препаратов, применяемых при тех или иных заболеваниях соответствующих желез. Более подробная информация о гормональных препаратах представлена в главе 3.3.