Внутренняя секреция поджелудочной железы надпочечников
желез
обусловлены нарушением состояния ЦНС.
После перерезки двигательных нервов
судороги денервированных мышц не
возникают.
Паратиреопривная
тетания развивается вследствие
понижения уровня кальция в крови и
спинномозговой жидкости. Введение
солей кальция таким животным предупреждает
развитие тетании. При тетании нарушаются
также функции печени; в крови обнаруживается
токсичный карбаминово-кислый аммоний.
При
недостаточности внутрисекреторной
функции околощитовидных желез у человека
(гипопаратиреоз) вследствие падения
уровня кальция в крови резко повышается
возбудимость ЦНС и возникают приступы
судорог. При скрытой тетании, возникающей
при легкой недостаточности околощитовидных
желез, судороги мышц лица и рук появляются
только при надавливании на нерв,
иннервирующий эти мышцы.
У
детей с врожденной недостаточностью
паращитовидных желез содержание кальция
в крови снижено, нарушен рост костей,
зубов и волос, наблюдаются длительные
сокращения мышечных групп (предплечья,
грудной клетки, глотки и др.).
Избыточная
функция (гиперпарати-реоз) околощитовидных
желез наблюдается довольно редко,
например при опухоли околощитовидной
железы. При этом содержание кальция
в крови увеличено, а количество
неорганического фосфата уменьшено.
Развивается остеопороз, т. е. разрушение
костной ткани, мышечная слабость
(вынуждающая больного постоянно лежать),
боли в спине, ногах и руках. Своевременное
удаление опухоли восстанавливает
нормальное состояние.
Околощитовидные
железы продуцируют паратгормон.
При недостатке паратгормона понижается,
а при избытке повышается содержание
кальция в крови. Одновременно в первом
случае увеличивается содержание в крови
фосфатов и уменьшается их выделение
с мочой, а во втором случае
—
понижается количество фосфатов в крови
и повышается их выделение с мочой.
Паратгормон активирует функцию
остеокластов, разрушающих костную
ткань.
В
организме паратгормон вызывает разрушение
костной ткани с выходом из нее ионов
кальция (вследствие чего и повышается
их концентрация в крови). Паратгормон
усиливает всасывание кальция в кишечнике
и процессы его реабсорбции в канальцах
почди. Все это ведет к значительному
нарастанию уровня кальция в крови
(вместо нормальных
9—11
мг% до
18
мг% и выше). Одновременно снижается
концентрация неорганических фосфатов
в крови и увеличивается их выделение с
мочой (рис.
109).
В
норме концентрация ионов
Ca2’1′
в плазме крови поддерживается на
постоянном уровне, являясь одним из
наиболее точно регулируемых параметров
внутренней среды. Падение уровня кальция
в крови, омывающей железу, приводит к
усилению секреции паратгормона и,
следовательно, к увеличению поступления
кальция в кровь из его костных депо.
Наоборот, повышение содержания этого
электролита в крови, омывающей
паращитовидные железы, непосредственно
угнетает выделение паратгормона (и
усиливает образование тирокальцитонина),
в результате чего количество кальция
в крови снижается. Таким образом,
между содержанием кальция в крови и
внутренней секрецией околощитовидных
желез (и парафолликулярных клеток
щитовидной железы) имеется непосредственная
двусторонняя связь: смещение концентрации
кальция в омывающей их крови вызывает
изменения секреции тирокальцитонина
и паратгормона, а последние регулируют
содержание кальция в крови.
Указанные
реакции железы на изменение содержания
Са24″
в крови не опосредованы какими-либо
нервными или гуморальными механизмами.
Они являются прямыми и возникают не
только в целом организме, но и при
перфузии изолированной железы кровью,
содержащей .большее или меньшее по
сравнению с нормой количество кальция.
Гистологическими
исследованиями поджелудочной железы
установлено, что в ней наряду с секреторным
эпителием, выделяющим пищеварительные
ферменты, существуют особые группы
клеток
—
белые отростчатые эпидермоциты (островки
Лангерганса
— по
имени открывшего их исследователя).
Эти эпидермоциты не имеют выводных
прртоков и выделяют свой секрет
непосредственно в кровь.
Еще
в конце
XIX
в. было установлено, что у собаки через
4—5
ч после удаления поджелудочной железы
начинается выделение сахара с мочой.
Резко повышается содержание глюкозы
в крови. Потеря сахара с мочой приводит
к тому, что животное худеет, пьет
много воды, становится прожорливым.
Все
эти явления оказались аналогичны тем,,
которые наблюдаются у человека при
сахарном диабете. После пересадки
животному поджелудочной железы в
какой-либо другой участок тела,
например под кожу, проявления сахарного
диабета исчезали.
Для
сахарного диабета характерно повышение
содержания глюкозы в крови (гипер-гликемия)
до
10
ммоль/л
(200
мг%) и даже больше, вместо 4,4±1,1 ммоль/л
(100— 120
мг%) в норме. Это связано с тем, что при
диабете поступившая в кровь глюкоза не
полностью утилизируется тканями и не
превращается в гликоген печени.
Повышение
содержания глюкозы в крови, а следовательно,
и в клубочковом фильтрате приводит
к тому, что эпителий почечных канальцев
не реабсорбирует глюкозу полностью,
вследствие чего она выделяется с мочой
(глюкозурия). Возникает потеря сахара
с мочой
—
сахарное мочеизнурение.
Количество
мочи увеличено (полиурия). Причина этого
явления заключается в том, что при
большом содержании глюкозы в моче
почечных канальцев эта нереабсорбиро-ванная
глюкоза, создавая высокое осмотическое
давление мочи, удерживает в ней воду.
Последняя недостаточно всасывается
канальцами, и количество выделяемой
почками мочи оказывается увеличенным.
Обеднение организма водой вызывает у
больных диабетом сильную жажду, что
приводит к обильному приему воды
(полидипсия). В связи с выведением глюкозы
с мочой резко увеличивается расходование
белков и жиров в качестве веществ,
обеспечивающих энергетический обмен
организма. Об усилении процессов
сгорания жиров и белков свидетельствует
снижение дыхательного коэффициента
нередко до
0,7.
В
организме накапливаются продукты
неполного окисления жиров, к числу
которых относятся кетоновые тела:
Р-оксимасляная и ацетоуксусная кислоты.
В
тяжелых случаях интенсивное образование
кислых продуктов расщепления жиров и
дезаминирование аминокислот в печени
вызывают сдвиг активной реакции крови
в кислую сторону
—
ацидоз.
Накопление
кетокислот и ацидоз могут вызывать
тяжелое, угрожающее смертью состояние
—
диабетическую кому, которая протекает
с потерей сознания, нарушением дыхания
и кровообращения.
Описанные
расстройства связаны со снижением
гормональной функции поджелудочной
железы.
Гормоны поджелудочной железы
Белые
отростчатые эпидермоциты (островки
Лангерганса) состоят из клеток трех
типов: а-, |3- и ^-клеток. Среди них больше
всего (З-клеток (у собак около
75 %);
они небольших размеров и имеют
зернистую протоплазму.
Бета-клетки
выделяют инсулин
(от латинского слова
insula—островок).
Альфа-клетки островков вырабатывают
гормон глюкагон.
По
данным некоторых авторов, эпителии
мелких протоков поджелудочной железы
выделяет гормон липокаин. В экстрактах
этой железы найдены еще два гормона
— ваготонин
и центропнеин.
Инсулин.
Попытки извлечь из поджелудочной железы
инсулин долгое время оставались
тщетными, так как этот гормон является
полипептидом и разрушается трипсином,
содержащимся в ткани вырезанной из
организма поджелудочной железы.
В
1902
г. Л. В. Соболев предложил два способа,
позволяющих предотвратить разрушение
инсулина. Один из этих способов
состоит в том, что у животного перевязывают
протоки поджелудочной железы за несколько
дней до ее удаления. Это вызывает
дегенерацию и гибель внешнесекретор-ного
эпителия. Вследствие этого в железе не
содержится более сока, который мог бы
вызвать ферментативное расщепление
инсулина. Второй способ состоит в том,
что инсулин получают из поджелудочной
железы эмбрионов, в которой еще не
образуется пищеварительных ферментов.
В
1922
г. Бантинг и Бест, применив первый из
этих способов, получили активные
препараты инсулина. Инсулин является
лечебным средством при диабете. Он
поддерживает жизнь не менее чем
30
млн. живущих на планете больных
диабетом, причем
30—40%
из них нуждаются в постоянном ежедневном
введении инсулина.
Инсулин
(полипептид) удалось синтезировать
химическим путем. Это был первый белок,
полученный синтетически вне организма.
Инсулин, полученный из поджелудочной
железы разных видов животных, различается
расположением аминокислот в молекуле.
Молекула инсулина не содержит цинка,
однако способна связывать цинк; при
этом эффект действия инсулина удлиняется
и усиливается.
Инсулин
резко повышает проницаемость мембраны
мышечных и жировых клеток для глюкозы.
Вследствие этого скорость перехода
глюкозы внутрь этих клеток увеличивается
примерно в
20
раз по сравнению со скоростью перехода
глюкозы в клетки в среде, не содержащей
инсулина.
Ферментативные
реакции, приводящие к утилизации
глюкозы,—.
фосфорилирование и окисление ее, а также
образование гликогена протекают внутри
клетки. Способствуя транспорту глюкозы
внутрь клетки, инсулин тем самым
обеспечивает ее утилизацию. Вместе с
тем он не оказывает влияния на утилизацию
углеводов бесклеточными гомоге-натами
тканей (гомогенаты получают путем
растирания клеток, при котором разрушаются
клеточные мембраны), так как механизм
влияния инсулина на углеводный обмен
связан именно с действием его на
проницаемость клеточной мембраны.
Увеличение
транспорта глюкозы через мембраны
мышечных волокон при действии инсулина
способствует синтезу гликогена и
накоплению его в мышечных волокнах. В
клетках жировой ткани инсулин стимулирует
образование жира из глюкозы.
Под
влиянием инсулина возрастает проницаемость
клеточной мембраны и для аминокислот,
из которых в клетках синтезируются
белки. Инсулин стимулирует синтез
информационной РНК и этим также
способствует синтезу белков.
Мембраны
клеток печени в отличие от мембраны
клеток жировой ткани и мышечных
волокон свободно проницаемы для глюкозы
и в отсутствие инсулина. Предполагают,
что этот гормон действует непосредственно
на углеводный обмен печеночных клеток,
активируя синтез гликогена.
Возникающий
после введения больших доз инсулина
переход значительного количества
глюкозы из плазмы крови внутрь клеток
скелетной мускулатуры, сердечной мышцы,
гладких мышц, молочной железы и некоторых
других /органов вызывает падение уровня
глюкозы в крови и вследствие этого
недостаточное поступление глюкозы в
клетки
нервной системы (на проницаемость
которых инсулин не действует). Поэтому
головной и спинной мозг начинает
испытывать острый недостаток глюкозы,
которая является основным источником
энергии для нервных клеток. Когда
содержание сахара в крови падает до
2,5
ммоль/л
(45—50
мг%) возникает острое нарушение
деятельности мозга
— гипогликемическая
кома. Появляются периодические приступы
судорог, затем падение мышечного тонуса,
понижение температуры тела, потеря
сознания. Гипогликемическая кома может
возникать даже под влиянием небольшой
дозы инсулина, если он вводится натощак,
когда глюкоза из пищеварительного
тракта в кровь не поступает. Внутривенное
введение раствора глюкозы немедленно
купирует гипогликемическую кому.
Глюкагон.
Второй гормон поджелудочной железы
—
глюкагон
—
выделяется а-клетками белых отростчатых
эпидермоцитов. Глюкагон стимулирует
внутри клетки переход неактивной
фосфорилазы (фермента, принимающего
участие в расщеплении гликогена с
образованием глюкозы) в активную форму
и тем самым усиливает расщепление
гликогена (в печени, но не в мышцах),
повышая уровень сахара в крови.
Одновременно глюкагон стимулирует
синтез гликогена в печени из аминокислот.
Глюкагон тормозит синтез жирных
кислот в печени, но активирует печеночную
липазу, способствуя расщеплению
жиров. Он стимулирует также расщепление
жира в жировой ткани. Глюкагон повышает
сократительную функцию миокарда, не
влияя на его возбудимость.
Источник
ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА. ЖЕЛЕЗЫ
Железы и их секреты
Железы — специальные органы человека, вырабатывающие и выделяющие специфические вещества (секреты) и участвующие в различных физиологических функциях.
Железы внешней секреции (слюнные, потовые, печень, молочные и др.) снабжены выводными протоками, через которые выделяют секреты в полость тела, различных органов или во внешнюю среду.
Железы внутренней секреции (гипофиз, эпифиз, паращитовидные, щитовидная, надпочечники) лишены протоков и выделяют свои секреты (гормоны) непосредственно в омывающую их кровь, которая разносит их по всему организму.
Гормоны — биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и оказывающие целенаправлённое влияние на другие органы. Они участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов — роста, развития, размножения и обмена веществ.
По химической природе выделяют белковые гормоны (инсулин, пролактин), производные аминокислот (адреналин, тироксин) и стероидные гормоны (половые гормоны, кортикостероиды). Гормоны обладают специфичностью действия: каждый гормон влияет на определённый тип обменных процессов, на деятельность определённых органов или тканей.
Железы внутренней секреции находятся в тесной функциональной взаимозависимости, составляя целостную эндокринную систему, осуществляющую гормональную регуляцию всех основных процессов жизнедеятельности. Эндокринная система функционирует под контролем нервной системы, связующим звеном между ними служит гипоталамус.
Железы смешанной секреции (поджелудочная, половые) одновременно выполняют функции внешней и внутренней секреции.
Нарушения работы эндокринных желёз проявляются или в повышении секреции (гиперфункция), или в понижении (гипофункция), или в отсутствии секреции (дисфункция). Это может привести к разнообразным специфическим эндокринным заболеваниям. Причинами нарушения работы желёз являются их заболевания или нарушение регуляции со стороны нервной системы, особенно гипоталамуса.
Железы внутренней секреции
Эндокринная система — гуморальная система регуляции функций организма посредством гормонов.
Гипофиз — центральная железа внутренней секреции. Его удаление приводит к смерти. Передняя доля гипофиза (аденогипофиз) связана с гипоталамусом и вырабатывает тропные гормоны, стимулирующие деятельность других желёз внутренней секреции: щитовидной — тиреотропный, половых — гонадотропный, надпочечников — адренокортикотропный. Гормон роста оказывает воздействие на рост молодого организма: при избыточной продукции этого гормона человек растёт слишком быстро и может достичь роста 2 м и более (гигантизм); его недостаточное количество вызывает задержку роста (карликовость). Его избыток у взрослого человека приводит к разрастанию плоских костей лицевой части черепа, рук и ног (акромегалия). В задней доле гипофиза (нейрогипофиз) образуются два гормона: антидиуретический (или вазопрессин), регулирующий водно-солевой обмен (усиливает реабсорбцию воды в канальцах нефрона, уменьшает выделение воды с мочой), и окситоцин, вызывающий сокращение беременной матки при родах и стимулирующий секрецию молока в период лактации.
Эпифиз (шишковидная железа) — небольшая железа, являющаяся частью промежуточного мозга. В темноте вырабатывает гормон мелатонин, влияющий на функцию половых желёз и половое созревание.
Щитовидная железа — крупная железа, расположенная спереди гортани. Железа способна извлекать из омывающей её крови йод, входящий в состав её гормонов — тироксина, трийодтиронина и др. Гормоны щитовидной железы влияют на обмен веществ, процессы роста и дифференцировки тканей, функционирование нервной системы, регенерацию. Недостаточность тироксина вызывает тяжёлое заболевание — микседему, для которой характерны отёки, выпадение волос, вялость. При недостаточности гормона в детском возрасте развивается кретинизм (задержка физического, умственного и полового развития). При избытке гормонов щитовидной железы развивается базедова болезнь (резко возрастает возбудимость нервной системы, усиливаются процессы обмена веществ, несмотря на большое количество потребляемой пищи, человек худеет). При отсутствии в воде и пище йода развивается эндемический зоб — гипертрофия (разрастание) щитовидной железы. Для предотвращения этого йодируют кухонную соль.
Паращитовидные железы — четыре небольшие железы, расположенные на щитовидной железе или погружённые в неё. Вырабатываемый ими паратиреоидный гормон регулирует обмен кальция в организме и поддерживает его уровень в плазме крови (повышает его всасывание в почках и кишечнике, высвобождает его из костей). Одновременно он воздействует и на обмен фосфора в организме (усиливает его выведение с мочой). Недостаточность этого гормона приводит к усилению нервно-мышечной возбудимости, появлению судорог. Его избыток приводит к разрушению костной ткани, усиливается также склонность к камнеобразованию в почках, нарушается электрическая активность сердца, возникают язвы в желудочно-кишечном тракте.
Надпочечники — парные железы, расположенные на верхушке каждой почки. Состоят из двух слоёв — наружного (коркового) и внутреннего (мозгового), представляющих собой самостоятельные (отличающиеся по происхождению, строению и функциям) эндокринные железы. В корковом слое образуются гормоны, участвующие в регуляции водно-солевого, углеводного и белкового обмена (кортикостероиды). В мозговом слое — адреналин и норадреналин, обеспечивающие мобилизацию организма в стрессовых ситуациях. Адреналин повышает систолическое давление, ускоряет частоту сердечных сокращений, увеличивает кровоток в сердце, печени, скелетных мышцах и мозге, способствует превращению гликогена печени в глюкозу и увеличивает уровень сахара в крови.
К железам внутренней секреции относится и тимус, в котором синтезируются гормоны тимозин и тимопоэтин.
Железы смешанной секреции
Поджелудочная железа секретирует содержащий ферменты поджелудочный сок, участвующий в пищеварении, и два гормона, регулирующие углеводный и жировой обмен, — инсулин и глюкагон. Инсулин снижает содержание глюкозы в крови, задерживая распад гликогена в печени и увеличивая использование его мышечными и другими клетками. Глюкагон вызывает распад гликогена в тканях. Недостаточность секреции инсулина приводит к повышению уровня глюкозы в крови, нарушению липидного и белкового обмена, развитию сахарного диабета. Для лечения диабета используют инсулин, получаемый из поджелудочных желёз скота.
Половые железы (яички и яичники) образуют половые клетки и половые гормоны (женские — эстрогены и мужские — андрогены). Оба типа гормонов имеются в крови любого человека, поэтому половые признаки определяются их количественным соотношением. У зародышей половые гормоны контролируют развитие половых органов, а во время полового созревания обеспечивают развитие вторичных половых признаков: низкий голос, прочный скелет, развитая мускулатура тела, рост волос на лице — у мужчин; отложение жира в определённых частях тела, развитие молочных желёз, высокий голос — у женщин. Половые гормоны делают возможным оплодотворение, развитие зародыша, нормальное протекание беременности и родов. Женские половые гормоны поддерживают менструальный цикл.
Регуляция деятельности эндокринной системы
Особое место в эндокринной системе занимает гипоталамо-гипофизарная система — нейроэндокринный комплекс, регулирующий гомеостаз организма. Гипоталамус воздействует на гипофиз при помощи нейросекретов, которые высвобождаются из отростков нейронов гипоталамуса и по кровеносным сосудам поступают в переднюю долю гипофиза. Эти гормоны стимулируют или тормозят выработку тропных гормонов гипофиза, которые, в свою очередь, регулируют функцию периферических желёз внутренней секреции (щитовидной железы, надпочечников и половых желёз).
Таблица «Эндокринная система. Железы»
Железа | Гормоны | Функция |
Гипофиз: а) передняя доля | Гормон роста (соматотропин) | Регулирует рост (пропорциональное развитие мышц и костей), стимулирует обмен углеводов и жиров |
Тиреотропин | Стимулирует синтез и секрецию гормонов щитовидной железы | |
Кортикогропин (АКТГ) | Стимулирует синтез и секрецию гормонов коры надпочечников | |
Фолликуло-стимулирующий гормон (ФСГ) | Контролирует рост фолликулов, созревание яйцеклеток | |
Пролактин | Рост молочных желез и секреция молока | |
Лютеинизирующий гормон (ЛГ) | Контролирует развитие желтого тела и синтез им прогестерона | |
Гипофиз: б) средняя доля | Меланотропин | Стимулирует синтез пигмента меланина в коже |
Гипофиз: в) задняя доля | Антидиуретический гормон (вазопрессин) | Усиливает обратное всасывание (реабсорбцию) воды в канальцах почек |
Окситоцин | Стимулирует родовую деятельность (усиливает сокращения мышц матки) | |
Эпифиз | Мелатонин Серотонин | Регулируют биоритмы организма, половое созревание |
Щитовидная | Тироксин Трийодтиронин | Регулируют процессы роста, развития, интенсивность всех видов обмена веществ |
Паращитовидные | Паратирин (паратгормон) | Регулирует обмен кальция и фосфора |
Надпочечники: а) корковый слой | Кортикостероиды, минералкортикоиды | Поддерживают на высоком уровне работоспособность, способствуют быстрому восстановлению сил, регулируют водно-солевой обмен в организме |
Надпочечники: б) мозговой слой | Адреналин, норадреналин | Ускоряют кровоток, повышают частоту и силу сокращений сердца, расширяют сосуды сердца и мозга, бронхи; увеличивают распад гликогена в печени и вывод глюкозы в кровь, усиливают сокращение мышц, снижают степень утомления |
Поджелудочная железа | Инсулин, Глюкагон | Понижает уровень глюкозы в крови. Повышает уровень глюкозы в крови, стимулируя распад гликогена |
Половые железы | Женские гормоны — эстрогены, мужские гормоны — андрогены | Развитие вторичных половых признаков, репродуктивные возможности организма, обеспечивают оплодотворение, развитие зародыша и роды; влияют на половой цикл, психические процессы и др. |
Это конспект по теме «Эндокринная система. Железы». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к следующему конспекту: Питание. Пищеварительная система
- Вернуться к списку конспектов по Биологии.
- Проверить знания по Биологии.
Источник