Химическая природа гормонов 1 страница

Гормональные жидкости имеют химическую природу, которая обеспечивает совершенное взаимодействие различных органов тела человека. Английские ученые Старлинг и Бейлисс, открывшие эти жидкости в 1906 г., назвали их гормонами, учитывая этимологию греческого слова hormao, что значит возбуждать, стимулировать.

Гормоны могут соответствовать нескольким типам органических молекул.

• Белки с короткой цепью: состоят из немногих аминокислот, например, окситоцин и вазопрессин.

• Белки с длинной цепью: состоят из многих аминокислот, например, инсулин и глюкагон.

• Производные жирных кислот: например, простагландины.

• Производные аминокислот: такие, как адреналин и тироксин.

• Стероиды: такие, как половые гормоны и гормоны, выделяемые корой надпочечников.

Таблица 16. Железы внутренней секреции

Растения, как и животные, также секретируют свои собственные гормоны. Эти вещества вырабатываются в меристемах, расположенных на корнях и стволе, и оказывают свое влияние через различные каналы, переносящие сок растений.

У здорового человека вырабатывается то количество гормонов, которое требуется его организму, но иногда наблюдаются органические нарушения, приводящие к излишнему образованию гормонов (гиперфункция) или к недостаточному образованию (гипофункция).

Одной из этих аномалий является зоб, вызываемый гиперфункцией щитовидной железы. Эта железа увеличивается в размере и приводит к пучеглазию.

Другая болезнь, связанная с гиперфункцией, — это гигантизм, при котором происходит избыточное производство гипофизарного гормона. Ее симптомы — разрастание лица, кистей рук и стоп.

Акромегалия — это утолщения конечностей, губ, к которым приводит переизбыток гормона роста в организме.

Наиболее известная болезнь, вызванная гипофункцией, — сахарный диабет, появляющийся из-за недостатка инсулина, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

Среди других отклонений встречается кретинизм (гипофункция щитовидной железы в детстве), болезнь Аддисона (гипофункция коры надпочечников).

Половые железы (рис. 369, 370).

Вилочковая железа, или тимус расположен в верхнем отделе переднего средостения. Закладывается на 6 неделе эмбрионального развития. При рождении масса железы равна 10-15 г, максимального значения она достигает к 11-13 годам (35-40 г). После 13 лет постепенно происходит возрастная эволюция вилочковой железы и к 75 годам ее масса составляет в среднем всего 6 г.

Тимусу принадлежит важная роль в иммунологической защите организма, в частности в образовании иммунокомпетентных клеток. Под влиянием гормона тимозина, стволовые клетки превращаются в Т-лимфоциты, которые затем поступают в лимфатические узлы. У детей с врожденным недоразвитием тимуса возникает лимфопения (снижение количества иммунных тел).С деятельностью железы связан период наиболее интенсивного роста организма. До сих пор не получен гормон вилочковой железы в чистом виде.

Гипофиз (рис. 371, 372) — одна из центральных желез внутренней секреции, расположена под основанием головного мозга в углублении турецкого седла черепа и имеет массу 0,5-0,7 г.

Рисунок 371. Гипофиз (hipophysis). Положение гипофиза в области основания головного моз-га. Сагиттальный разрез мозга. Вид с медиальной стороны. 1 - мозолистое тело; 2 - свод; 3 -таламус; 4 - третий желудочек; 5 - гипоталамус; 6 - средний мозг; 7 - серый бугор; 8 -глазодвигательный нерв; 9 - воронка; 10 - инфундибулярная часть гипофиза; 11 - гипофиз; 12 -перекрест зрительный нервов; 13 - передняя (белая) спайка.

Рисунок 372. Гипофиз (hipophysis) и его взаимоотношения с кровеносными сосудами головного мозга и с черепными нервами. Вид снизу. 1 - передняя мозговая артерия; 2 - зритель-ный нерв; 3 - перекрест зрительных нервов; 4 - внутренняя сонная артерия; 5 - средняя мозговая артерия; 6 - воронка (серого бугра); 7 - гипофиз; 8 - задняя мозговая артерия; 9 -глазодвигательный нерв; 10 - основная (базилярная) артерия; 11 - мост (мозга); 12 - артерия лабиринта; 13 - задняя соединительная артерия; 14 - зрительный тракт; 15 - серый бугор; 16 - обонятельный тракт.

Гипофиз состоит из трех долей: передней, средней и задней, окруженных общей капсулой из соединительной ткани. Один из гормонов передней доли оказывает влияние на рост (рис. 373). Избыток этого гормона в молодом возрасте сопровождается резким усилением роста — гигантизм, а при повышенной функции гипофиза у взрослого, когда рост тела прекращается, наступает усиленный рост коротких костей: предплюсны, плюсны, фаланг пальцев, а также мягких тканей (языка, носа). Такая болезнь называется акромегалией. Пониженная функция передней доли гипофиза приводит к карликовому росту. Гипофизарные карлики пропор-ционально сложены и нормально умственно развиты. В передней доле гипофиза образуются также гормоны, влияющие на обмен жиров, белков, углеводов. В задней доле гипофиза вырабатывается антидиуретический гормон, который снижает скорость образования мочи и изменяет водный обмен в организме.

Рисунок 373. Гигантизм и карликовый нанизм.

В передней доле гипофиза, или аденогипофизе, железистые клетки выделяют шесть тропных гормонов, то есть гормонов, стимулирующих другие эндокринные железы.

• Тиреотропный гормон, или гормон, стимулирующий щитовидную железу (ТТГ): стимулирует секрецию щитовидной железы.

• Гонадотропный, или фолликулостимулирующий гормон (ФСГ): стимулирует развитие фолликула яичника у женщин и созревание сперматозоидов у мужчин.

• Лютеинизирующий гормон (ЛГ): стимулирует овуляцию у женщин и выработку тестостерона у мужчин.

• Адренокортикотропный гормон (АКТГ): стимулирует кору надпочечников с целью выработки кортикостероидных гормонов.

• Пролактин: стимулирует секрецию молока молочными железами.

• Гормон роста (СТГ) (соматотропин): стимулирует рост костей и мышц, усиливая митоз и поступление в клетки аминокислот.

Промежуточная доля гипофиза секретирует один-единственный гормон — меланостимулирующий гормон (МСГ), помогающий синтезировать меланин. Задняя доля гипофиза, или нейрогипофиз, выполняет функцию депо гормонов, синтезированных в гипоталамусе.

Деятельность всех желез внутренней секреции взаимосвязана: гормоны передней доли гипофиза способствуют развитию коркового вещества надпочечников, усиливают секрецию инсулина, влияют на поступление в кровь тироксина и на функцию половых желез. Работу всех желез внутренней секреции регулирует центральная нервная система, в которой находится ряд центров, связанных с функцией желез. В свою очередь гормоны влияют на деятельность нервной системы. Нарушение взаимодействия этих двух систем сопровождается серьезными расстройствами функций органов и организма в целом.

Гипоталамус, расположенный над гипофизом головного мозга, является центральным органом гормональной системы (рис. 374): он регулирует выделение и распределение гормонов в нужных количествах и в нужное время.

Это место, куда поступают все сигналы, идущие от всех нервных клеток головного мозга. Затем он на основе этой информации передает необходимые команды в гипофиз.

Кроме своих функций, связанных с нервной системой, гипоталамус выполняет также эндокринную функцию, так как его нервные клетки высвобождают нейрогормоны, вырабатываемые не собственно эндокринной железой. Два из них хранятся в гипофизе: окситоцин, регулирующий сокращения матки во время родов, и вазопрессин, или антидиуретический гормон, регулирующий водный обмен и стимулирующий обратную резорбцию воды в почках и сужающий сосуды.

АКТГ вызывает раздражение пучковой и сетчатой зон надпочечников и усиливает синтез их гормонов. При удалении гипофиза у животного указанные зоны надпочечников подверглись Рисунок 374. атрофии вследствие отсутствия АКТГ. Секреция АКТГ усиливается при воздействии всех чрезвычайных раздражителей, вызывающих стресс, это вызывает усиление выработки глюкокортикоидов (способствующих повышению сопротивляемости организма неблагоприятным факторам).

Интенсивность синтеза АКТГ в гипофизе у детей больше, чем у взрослых, и снижается в дальнейшем с возрастом, что может объяснять снижение барьерной (защитной) функции организма к заболеваниям в стареющем организме.

В передней доле гипофиза продуцируются гормоны, общее название которых гонадо-тропные гормоны (ФСГ, ЛГ). Фолликулостимулирующий гормон стимулирует рост и развитие фолликулов яичников и выход из них эстрогенов, а также рост яичек и сперматогенез.

ЛГ вызывает периодический выход яйцеклетки из яичника (овуляцию), а также развитие после этого желтого тела, способствует росту и развитию яичка, выработке андрогенов.

В первые годы после рождения в гипофизе мальчиков и девочек гонадотропные гормоны почти отсутствуют. С возрастом в гипофизе женщин, и в меньшей степени — мужчин, происходит повышение концентрации гонадотропинов, которое длится и после наступления менопаузы.

Рисунок 375. Возрастные изменения гонадотропинов в моче мужчин и женщин.

Об инкреции гонадотропинов можно судить по выведению их с мочой. На рис. 357 показано, что у детей обеих полов до периода полового созревания сколь либо существенного количества этих гормонов не обнаружено. Женщины до менопаузы выделяют все увеличивающиеся с возрастом количество гормонов, возрастающее в 4 раза в период от 10 до 50 лет. В старческом возрасте величина гонадотропинов продолжает увеличиваться. У мужчин происходит небольшое возрастное увеличение выделения этого гормона с мочой.

Щитовидная железа (рис. 376) расположена в передней области шеи, весит 30-60 г и состоит из двух долей, соединенных перешейком.

Рисунок 376. Щитовидная железа (glandula thyroidca). Вид спереди. 1 - щито-подъязычная мышца; 2 - пирамидальная доля щитовидной железы; 3 - верхняя щитовидная артерия; 4 -левая доля щитовидной железы; 5 - перешеек щитовидной железы; 6 - нижняя щитовидная вена; 7 - трахея; 8 - нижняя щитовидная артерия; 9 - непарная щитовидная вена; 10 - правая доля щитовидной железы; 11 - верхняя щитовидная вена; 12 - щитовидный хрящ; 13 - верхняя гортанная артерия; 14 - подъязычная кость.

Щитовидная железа вырабатывает и секретирует в кровь тиреоидные гормоны — тироксин и трийодтиронин, оказывающие мощное регулирующее влияние на основные функции организма — его рост, развитие и обмен веществ (ускоряет катаболические процессы, что ведет к повышению температуры, высокому расходу питательных веществ). Недостаточная функция щитовидной железы в детском возрасте приводит, как известно, к развитию кретинизма (задержке роста, нарушению пропорций тела при задержке полового и умственного развития). У взрослых гипофункция вызывает развитие микседемы (снижение основного обмена на 30-40%, что ведет к увеличению веса тела за счет жира, отекам).

Гиперфункция в данном случае приводит к Базедовой болезни, или тиреотоксикозу. Болезнь сопровождается сильным похудением, пучеглазостью.

В первые недели после рождения инкреция железы еще низка, но затем она возрастает к периоду половой зрелости и в последующем онтогенезе меняется мало, несколько снижаясь к старости. Гистологические изменения в пожилом и старческом возрасте заключаются в понижении диаметра фолликулов, атрофии секреторного эпителия. В старости же в большинстве случаев понижается поглощение радиоактивного йода. С возрастом изменяется не только количество выработанного гормона, но и восприимчивость тканей к его действию.

В первые месяцы жизни опытные животные и человек слабо реагируют на введение тироксина. С этой низкой реактивностью тканей молодых животных совпадает еще недостаточная активность самой железы. По-видимому, в раннем возрасте высокий собственный метаболизм не нуждается во «взвинчивании» его гормонами. К старости организм, хотя и сохраняет большую чувствительность к гормону, уже не способен поднять уровень своих окислительных процессов.

Внутри железы имеются небольшие полости, или фолликулы, наполненные слизистым веществом, содержащим гормон тироксин. В состав гормона входит йод. Этот гормон влияет на обмен веществ, особенно жиров, на рост и развитие организма, усиливает возбудимость нервной системы, деятельность сердца. При разрастании ткани щитовидной железы количество гормона, поступающего в кровь, увеличивается, что приводит к заболеванию, которое называется базедовой болезнью. У больного повышается обмен веществ, что выражается в сильном исхудании, повышенной возбудимости нервной системы, усиленном потоотделении, быстрой утомляемости, пучеглазии.

При пониженной функции щитовидной железы возникает заболевание микседема, проявляющееся в слизистом отеке тканей, замедлении обмена веществ, задержке роста и развития, ухудшении памяти, нарушении психической деятельности. Если это случается в раннем детском возрасте, развивается кретинизм (слабоумие), характеризующийся умственной отсталостью, недоразвитием половых органов, карликовым ростом, непропорциональным строением тела. В горных районах встречается заболевание, известное под названием эндемический зоб, возникающее вследствие недостатка йода в питьевой воде. При этом ткань железы, разрастаясь, на некоторое время возмещает дефицит гормона, но и в этом случае его может быть недостаточно для организма. В целях профилактики эндемического зоба жителям соответствующих зон поставляют обогащенную йодом поваренную соль или добавляют ее в воду.

Околощитовидные железы (рис. 377) — четыре небольших тельца, расположенные позади боковых долей щитовидной железы, в ее капсуле, по два с каждой стороны. Таким образом, различают верхние и нижние околощитовидные железы. К концу внутриутробного развития около-щитовидные железы являются вполне сформированными анатомическими образованиями, окруженными соединительно-тканной капсулой. После рождения их масса нарастает: у мужчин — до 30 лет, а у женщин — до 40-50 лет. В процессе старения ткань околощитовидных желез частично замещается жировой и соединительной.

Паратгормон относится к гормонам пептидной природы. Он регулирует уровень кальция в крови, способствуя распаду костной ткани и выведению в кровь кальция.

Функция желез активируется на 3-4 неделе постнатальной жизни, достигая максимума в 6-10 лет, при этом наряду с прогрессивным изменением тканей встречаются и признаки регресса (появление оксифильных клеток и накопление коллоида). К 50 годам отмечается вытеснение паренхимы железы жировой тканью. Падает с возрастом и способность клеток активировать паратгормон. При гипофункции паращитовидных желез возникает заболевание тетания, характерным симптомом которой являются приступы судорог. В крови снижается содержание кальция, что ведет к размягчению костей. При избытке кальция в крови он откладывается в необычных для него местах — в сосудах, аорте, почках.

Рисунок 377. Паращитовидные (околощитовидные) железы (giandulae parathyroidei). Вид сзади. 1 - средний констриктор (сжиматель) глотки; 2 - нижний констриктор глотки; 3 -правая верхняя околощитовидная железа; 4 - правая доля щитовидной железы; 5 - правая нижняя околощитовидная железа; 6 - трахея; 7 - пищевод; 8 - левая нижняя околощитовид-ная железа; 9 - левая доля щитовидной железы; 10 - левая верхняя околощитовидная железа.

Обобщая результаты, полученные современной возрастной физиологией и биохимией, следует прежде всего отметить, что несмотря на значительный экспериментальный материал, пока еще нет возможности создать целостную картину возрастного развития эндокринной системы.

В онтогенезе эндокринной регуляции могут изменяться в зависимости от четырех основных переменных:

1) С возрастом может изменяться уровень и качество инкреции самих желез, как следствие их собственного старения.

2) С возрастом могут измениться коррелятивные соотношения между отдельными железами (иная «эндокринная формула»).

3) Может изменяться нервная регуляция эндокринных желез.

4) Изменяется восприимчивость тканей, их чувствительность и реактивность.

Надпочечники (рис. 378) — парные железы, расположенные у верхнего края почек. Их масса — около 12 г каждая, вместе с почками они покрыты жировой капсулой. В них различают корковое, более светлое вещество, и мозговое, темное. Надпочечники — парный орган в виде телец, расположенный над почками. Масса каждого из них составляет 8-10 г. Надпочечники состоят из двух совершенно самостоятельных частей: темного мозгового вещества, лежащего внутри, и бледного наружного слоя — коры. Из коркового вещества надпочечников в настоящее время выделено 50 стероидных соединений. Обнаружено 8 биологически активных кортикостероидов, однако истинными гормонами являются кортизол (гидрокортизон), кортикостерон, альдостерон и др. В паренхиматозных клетках мозгового вещества надпочечников образуются адреналин и норадреналин.

В корковом слое надпочечников вырабатываются кортикостероиды или кортикоиды. Их 3 группы:

1) глюкокортикоиды — гормоны, действующие на обмен веществ, особенно на обмен углеводов. Сюда относятся гидрокортизон, кортизол и кортикостерон. Отмечена высокая способность глюкокортикоидов подавлять образование иммунных тел, что позволило использовать эти гормоны при трансплантации органов (сердца, почек и др.) с целью снижения неблагоприятного иммунного ответа.

2) минералокортикоиды, регулирующие минеральный и водный обмен.

3) андрогены и эстрогены — аналоги мужских и женских половых гормонов. Эти гормоны менее активны, чем гормоны половых желез и вырабатываются в небольших количествах.

Рисунок 378. Надпочечная железа (надпочечник, левый) (glandula suprarenalis). Вид спереди. 1 - надпочечник; 2 - нижняя надпочечниковая вена; 3 - нижняя надпочечниковая артерия; 4 -почечная артерия (левая); 5 - почка (левая); 6 - левая яичковая вена; 7 - мочеточник; 8 - верхняя брыжеечная артерия; 9 - почечная вена (левая); 10 - яичковая артерия; 11 - правая яичковая вена; 12 - нижняя полая вена; 13 - чревный ствол; 14 - аорта; 15 - средняя надпочечниковая артерия; 16 - нижняя диафрагмальная артерия (левая); 17 - верхние надпочечниковые артерии.

Мозговая часть надпочечников вырабатывает гормоны адреналин и норадреналин. Эти гормоны — важная часть адаптационно-трофической системы, образованной гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковым комплексом, и наиболее известны нам как стрессорные гормоны.