ПОНЯТИЕ ОБ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЕ
В процессе эволюции, с усложнением строенщг многоклеточных организмов, возникла эндокринная система, функция которой* сострит в поддержании стабильности внутренней среды организма. Эндокринная система представлена железами внутренней секреции. К ним относятся: щитовидная, вилочковая, околощитовидные железы, надпочечники, гипофиз и эпифиз. Существуют также смешанные железы, осуществляющие внешнюю и внутреннюю секрецию: поджелудочная железа и половые железы (семенники у мужчин и яичники у женщин). К железам, выполняющим только внешнесекреторную функцию, относятся: слюнные, печень, потовые, сальные и другие.
Секреция — это процесс выделения секрета клетками железы.
В железах внутренней секреции образуются сложные химические, физиологически активные вещества — гормоны (греч. hormao — возбуждать), которые выделяются непосредственно в кровь. В железах смешанной секреции часть клеток выполняет внешнесекреторную функцию, другая часть — внутрисекреторную. Так, часть клеток поджелудочной железы вырабатывает гормоны инсулин и глю-кагон, другие — поджелудочный сок. Половые железы вырабатывают не только половые гормоны, но и половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды).
Кроме того, гормональные вещества образуются в желудке, двенадцатиперстной кишке, почках, сердце и т. д. В слизистой оболочке пилорического отдела желудка (место перехода желудка в двенадцатиперстную кишку) образуется гормон гастрин, стимулирующий секрецию желудочного сока с низким рН и малым содержанием пепсина.
В слизистой двенадцатиперстной кишки вырабатывается гормональное вещество секретин, который активизирует внешнесекреторную функцию поджелудочной железы. Из экстрактов секретина образуется гормон холецистокинин, стимулирующий моторную активность желчного пузыря. В слизистой двенадцатиперстной кишки образуется также энтерогастрон, оказывающий тормозное влияние на секретную и моторную активность желудка: Почки выделяют гормон ренин, который способствует превращению белка плазмы крови ангиотензиноге-
11 Возрастная анатомия
Рис. 7.1. Эндокринные железы человека и вырабатываемые ими гормоны
на в ангиотензин. Последний вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение кровяного давления. В предсердиях сердца образуется натрийуретический гормон, стимулирующий выделение натрия почками.
На рис. 7.1 представлены эндокринные железы человека и вырабатываемые ими гормоны.
Гормоны принимают участие в регуляции роста и развития организма, обмена веществ и энергии, в координации всех физиологических функций организма. Они также участвуют в молекулярных механизмах передачи наследственной информации и определении периодичности некоторых физиологических процессов организма — биологических ритмах (например, половые циклы у женщин).
■
Важнейшая роль в регуляции активности всех желез внутренней секреции Принадлежит гипоталамо-гипофизной системе.
Гипоталамус в зависимости от внешних воздействий и состояния внутренней
среды, во-первых, координирует все вегетативные процессы организма, выпол-,
няя функции высшего вегетативного нервного центра; во-вторых, через гипофиз
регулирует деятельность эндокринных желез, трансформируя нервные импульсы
в гуморальные сигналы. Синтезированные гормоны затем поступают в соответ
ствующие ткани и органы и изменяют их функциональную активность. Так осу
ществляется взаимосвязь нервной и эндокринной систем (нервного иммораль
ного механизмов регуляции). -..;,.
Вся полнота и тонкость приспособления организма к окружающей среде происходит при тесном взаимодействии нервных и гуморальных механизмов регуляции функции.
7.2. РАЗВИТИЕ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ В ОНТОГЕНЕЗЕ
\ * *..
В онтогенезе происходит смена форм регуляции функций клеток, органов и систем: от неспецифической химической (гуморальной) к-8олее совершенной, строго адресованной, срочной и координированной — нервной.
Уже в эмбриогенезе связь между клетками осуществляется не только с помощью продуктов обмена веществ — метаболитов, но и через специфические биологически активные вещества, выделяемые нервными клетками, — медиаторы: ацетилхолин, норадреналин, серотонин и т. д., которые являются регуляторами биологических процессов. В дальнейшем действие медиаторов становится более специфичным, что достигается за счет формирования в клетках рецептивных структур, высокочувствительных к медиатору, а также благодаря ограничению места образования и выделения медиаторов. Затем реакция клеток на местные химические раздражители уменьшается, совершенствуется способность реагировать на нервный импульс.
С возрастом, особенно в период позднего онтогенеза (пожилой возраст), характер нервно-гуморальной регуляции функций изменяется в сторону ослабления нервных влияний и повышения чувствительности к гуморальным факторам.
В онтогенезе на гормональную регуляцию жизненных процессов могут влиять .Изменения:
* уровня и качества секреции самих желез в результате их собственного старения;
" отношений между отдельными железами внутренней секреции и, следовательно, эффективности функционирования отдельных желез; " нервной регуляции функций эндокринных желез; ;. ■ восприимчивости тканей к действию гормонов.
• 163
(-;
Общей закономерностью онтогенеза эндокринной системы является:
■ первоначальное прогрессивное развитие желез, их становление и развитие в эмбриональном периоде и раннем постнатальном онтогенезе;
■ более или менее длительное сохранение максимальной функциональной активности в молодом (иногда в зрелом) возрасте;
" выраженная в различной степени их старческая регрессия.
Ряд желез (эпифиз, вилочковая железа, инсулярные клетки поджелудочной железы, кора надпочечников) достигают максимального развития уже в очень раннем онтогенезе.
Щитовидная и паращитовидные железы, гипофиз наибольшей функциональной активности достигают в период поздней молодости и ранней зрелости.
Позднее всех желез внутренней секреции развиваются половые железы.
Период поздней молодости и ранней зрелости — максимальный функциональный расцвет эндокринной регуляции организма. В этот период лучше всего сбалансировано выделение как анаболических (инсулин, соматотропный и половые гормоны), так и катаболических гормонов (кортикостероиды, гормоны щитовидной и паращитовидных желез), соотношение которых определяет обмен веществ и проявление многих морфологических и функциональных процессов.
Развитие гипофиза
Гипофиз у взрослого человека весит примерно 0,5 г. В момент рождения его масса не превышает 0,1 г, но уже к 10 годам oria увеличивается до 0,3 г и в подростковом возрасте достигает уровня взрослого. Гипофиз расположен в углублении основания черепа — турецком седле. Различают переднюю, промежуточную и заднюю доли гипофиза. Передняя и промежуточная доли составляют аденогипофиз, заднюю называют нейрогипофизом.
Вырабатывание гормонов в гипофизе начинается в зародышевом периоде развития организма.
Под влиянием рилизинг-факторов гипоталамуса в гипофизе вырабатывается соматотропный гормон, регулирующий рост и развитие организма, а также гормоны, влияющие на функции других эндокринных желез: щитовидной, половых и надпочечников. Например, гонадотропные гормоны гипофиза (фолликулостиму-лирующий, лютеинизирующий гормоны, пролактин) регулируют развитие и функции половых желез; адренокортикотропный гормон усиливает секрецию глюко-кортикоидов (гормонов коры надпочечников), тиреотропный гормон стимулирует секрецию гормонов щитовидной железы!
Соматотропный гормон (СТГ) появляется у эмбрионов человека на 7-9 неделе. У новорожденных и детей с 1 года отмечается высокая концентрация СТГ в крови. С возрастом концентрация этого гормона в крови падает, в юношеском возрасте отмечается подъем.
СТГ обусловливает рост костей в длину, ускоряет процессы обмена веществ, что приводит к усилению роста, увеличению массы тела. Недостаток этого гор-
мона проявляется в малорослости, задержке полового развития, пропорции тела при этом сохраняются.
Избыток СТГ в детском возрасте ведет к гигантизму. У людей, страдающих
гигантизмом, длинные конечности, недостаточно развиты половые функции, по
нижена физическая выносливость. Избыточное выделение гормона после полово
го созревания ведет к акромегалии: увеличиваются кисти и стопы, кости лицевой
части черепа; усиленно растут нос, губы, язык, подбородок, уши; голосовые связ
ки утолщаются, от чего голос становится грубым; увеличивается объем сердца,
печени, желудочно-кишечного тракта. *■''
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) влияет на деятельность коры надпочечников. В последние недели развития плода человека интенсивность синтеза АКТГ в гипофизе не только не уступает, но даже "превосходит синтез у взрослого человека. Синтез гормона начинается на 9-10 день развития плода, на 20-22 неделе внутриутробного развития синтез этого гормона заметно выражен.
Увеличение количества АКТГ в крови вызывает гиперфункцию коры надпочечников, что в свою очередь приводит к нарушению обмена веществ, увеличению количества сахара в крови. Развивается болезнь Иценко - Кушинга, для которой характерны: ожирение лица и туловища; избыточный рост волос на лице и туловище, при этом у женщин растут борода и уеы; увеличение артериального давления (АД); разрыхление костной ткани, что ведёт к самопроизвольным переломам костей.
\ Гонадотропины — фопликулостимулирующий, лютеинизирующий гормоны, пролактин — регулируют развитие функции половых желез и органов.
Содержание лютеинизирующего гормона (ЛГ) обнаруживают у плода на 8 неделе внутриутробного развития. У плодов женского пола концентрация и содержание ЛГ в аденогипофизе сначала резко возрастает, затем значительно падает. ЛГ у женщин способствует овуляции (выход яйцеклетки из фолликула) и образованию желтого тела.
В первые годы после рождения в гипофизе девочек и мальчиков гонадотро-пинов практически нет. С возрастом концентрация гонадотропинов в гипофизе увеличивается (в большей степени у женщин, в меньшей — мужчин).
Тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует секрецию гормонов щитовидной железы. Уже в раннем детском возрасте уровень экскреции* и содержания ТТГ в крови достаточно высокий. У детей от 1 мес. до 12 лет содержание ТТГ в плазме крови составляет 0,20 ± 0,06 мкг/мл.
Вазопрессин, или антидиуретический гормон (АДГ), и окситоцин синтезируются нейросекреторными клетками ядер гипоталамуса и накапливаются в нейро-гипофизе. АДГ вызывает сокращение гладкой мускулатуры сосудов и уменьшает количество выделяемой мочи, вследствие этого увеличивается АД. Окситоцин избирательно воздействует на гладкую мускулатуру матки и стимулирует выделение молока из молочной железы.
* Экскреция — удаление из организма конечных продуктов обмена.
У 4-месячного плода гипофиз уже обладает хотя и низкой, но хорошо выра. женной АДГ активностью. В последующем она быстро повышается, сравниваясь при рождении с аналогичной активностью взрослых. После этого происходит постепенное снижение АДГ активности гипофиза.
Развитие эпифиза
Эпифиз расположен вблизи гипоталамуса. Основными гормонами эпифиза являются адреногломерулотропин, стимулирующий экскрецию альдостерона в клу-бочковой зоне коры надпочечников, и мелатонин — ингибитор развития и функционирования половых желез.
Эпифиз человека достигает своей максимальной активности в раннем детстве. К этому периоду эпифиз наиболее сдерживающее влияет на развитие половых желез. Позднее эпифиз подвергается значительной инволюции: в 1 год 2 мес. появляется так называемый эпифизарный песок, который до 15-летнего возраста не всегда обнаруживается в железе. В возрасте 15-20 лет он занимает 0,35 % площади ткани железы.
Экскреция адреногломерулотропина долгое время не только не снижается, но даже повышается в период молодости и ранней зрелости. Это связано с совершенствованием регуляции выделения натрия и калия с мочой, быстро развивающейся в раннем детстве и достигающей высокого уровня в ранней зрелости.
Развитие щитовидной железы
Щитовидная железа является одним из важнейших органов внутренней секреции человека. Особенно велико ее значение для растущего организма. Расположена щитовидная железа в передней области шеи, около щитовидного хряща гортани,
В детском возрасте щитовидная железа имеет фолликулярное строение с малым содержанием коллоида (вязкая, слизеподобная жидкость). Масса нормальной щитовидной железы с возрастом резко меняется. Так, у новорожденных она весит 1 г, у детей с 11 дней до 6 мес. — 2 г, в 6-12 мес. -— 3 г, 1-2 года — 4 г, 3-4 года — 7 г, 5-10 лет— 10 г, 11-15 лет — 15 г, 16-20 лет — 25 г, 21 год и старше — 39-47 г.
В железистой ткани щитовидной железы синтезируются тиреоидные гормоны (тироксин, трийодтиронин, кальцитонин), влияющие на обмен веществ и энергии. Тироксин содержит в составе молекулы 4 атома йода, после отщепления одного из них образуется трийодтиронин, который в 4-5 раз активнее тироксина.
В кровь из щитовидной железы поступают оба гормона, они являются мощными стимуляторами метаболических процессов в организме: ускоряют обмен белков, жиров и углеводов, активируют окислительное фосфорилирование в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена. Эти гормоны необходимы уже в период внутриутробной жизни, так как обеспечивают рост, развитие и дифференциацию тканей через поддержание равновесия между процессами ассимиляции и диссимиляции. Большую роль тиреоидные гормоны играют в дифференциации нервной ткани и образовании миелиновой оболочки нервных волокон.
Тиреоидные гормоны участвуют в регуляции деятельности нервной системы (повышение возбудимости); сердечно-сосудистой (усиление работы сердца, по-
вышение тонуса сосудов, кровяного давления); регулируют рост костей, созревание хрящей, ускоряют развитие зубов.
У новорожденного ребенка высокая тиреоидная активность (физиологический гипертиреоз), которая длится около недели. Второй подъем этой активности происходит в 12-15 лет, что связано с большими потребностями организма в энергии, необходимой для интенсивного роста. Секреция гормонов закономерно возрастает в ответ на действие холода.
Гиперфункция щитовидной железы приводит к ее увеличению (зоб), повышенному обмену веществ, исхуданию, тахикардии (учащение сердцебиения), раздражительности, быстрому утомлению, расстройству сна, плаксивости, пучеглазию и др.
Снижение уровня тиреоидных гормонов в детском возрасте приводит к физической и умственной отсталости — эндемическому кретинизму. Для больных характерен низкий интеллект, маленький рост, короткая шея и конечности (нарушение пропорций тела), увеличенный язык, слюнотечение, задержка полового развития.
Заболевания щитовидной железы у детей стоят налтором месте после сахарного диабета. Нормальное функционирование щитввидной железы зависит от многих факторов: экологии, стрессовых влияний, состояния самой железы и гипоталамо-гипофизарной системы, наследственных, социально-бытовых условий. Факторами риска также являются острые детские инфекции, наследственный алкоголизм.