Дегтярев В.П. Нормальная физиология

Подождите немного. Документ загружается.

• морфогенеттеское, или формативное, — проявляется во

влиянии на формообразовательные процессы, рост и

размножение клеток, дифференцировку тканей;

• кинетическое, или пусковое, — направлено на стимуля-

цию определенной деятельности исполнительных орга-

нов и тканей, например на сокращение мышц, измене-

ние пигментации кожи, секрецию эндо- и экзокринных

желез;

• корригирующее — связано с изменением или ослаблени-

ем физиологических процессов, обеспечивающих интен-

сивность функций органов и тканей;

• реактогенное — направлено на изменение чувствитель-

ности ткани к действию того же или других гормонов,

например гормоны щитовидной железы усиливают эф-

фекты катехоламинов;

• поведенческое и психогенное — связано с изменением

основных процессов в ЦНС, обеспечивающих формиро-

вание эмоций, поведения, психических процессов.

В целом функциональное значение гормонов реализуется

в организме в основном через их влияние на обменные про-

цессы, что в последующем проявляется в обеспечении гомео-

стаза, в характере физического, умственного и полового раз-

вития, адаптации органов и систем организма к меняющимся

условиям их существования.

5.4. Классификация гормонов

Существует несколько подходов к классификации гормонов.

По химической природе различают:

• стероидные гормоны (гормоны коры надпочечников,

половые гормоны);

• производные аминокислот (норадреналин, гормоны щи-

товидной железы);

• производные жирных кислот (простагландины);

• гормоны белковой природы (инсулин, глюкагон, парат-

гормон);

• пептидные гормоны (ренин, соматостатин, вазопресин).

Гормоны последних двух групп обладают видовой специ-

фичностью, их нельзя вводить в чистом виде людям, так как

при этом могут возникнуть иммунные реакции и аллергия.

По функциональным признакам гормоны делят на группы:

• гипофизотропные гормоны, получившие название рили-

зинг-факторов или рилизинг-гормонов; они вырабаты-

ваются в гипоталамусе и регулируют образование гормо-

нов в аденогипофизе;

224

• гландулотропные гормоны, которые вырабатываются в

аденогнпофнзе и регулируют образование гормонов в

эндокринных железах; к ним относятся тиреотропный,

адренокортикотропный, гонадотропные и другие гормо-

ны;

• эффекторные гормоны оказывают влияние непосредст-

венно на клетки-мишени; к ним относятся антидиурети-

ческий гормон и окситоцин, стероидные гормоны коры

надпочечников и половых желез, адреналин.

По эффекту физиологического действия рилизинг-гормоны

дифференцируют на:

• либерины (например, тиреолиберин), которые стимули-

руют выработку тропных гормонов в аденогипофизе;

• статины (ингибитор-гормоны), которые тормозят этот

процесс (например, соматостатин).

5.5. Свойства и особенности действия гормонов

Гормоны характеризуют ряд свойств, отличающих их от

других БАВ.

• Высокая биологическая активность проявляется в дейст-

вии очень низких концентраций гормонов. Так, например,

действие либеринов осуществляется в дозах 10~

г, действие

тропных гормонов аденогипофиза — в дозах 10~

г, а доза эф-

фекторных гормонов не превышает 10

-5

—10~

г. При удале-

нии обоих надпочечников ежедневная доза преднизолона,

поддерживающая жизнь человека, составляет 10 мг. Ежеднев-

ная минимальная потребность в гормонах взрослого здорово-

го человека составляет (в мг): гормона щитовидной железы —

0,3; инсулина — 16; минералокортикоидов — 2,0, глюкокор-

тикоидов — 20,0; андрогенов — 5,0; эстрадиола — 0,25.

Биологическая активность гормонов обусловлена, во-пер-

вых, их взаимодействием со специализированными рецепто-

рами, избирательно связывающими только определенные хи-

мические соединения, а во-вторых, тем, что это взаимодейст-

вие запускает каскадный механизм биохимических превраще-

ний в клетках с увеличением количества образующихся и

реагирующих продуктов на каждом этапе каскада.

• Высокая специфичность гормонов, которая проявляется в

их химической структуре, месте синтеза, функциях. В связи с

этим эффект одного гормона нельзя воспроизвести другим.

Так, например, удаление гипофиза у молодого растущего ор-

ганизма приводит к остановке роста, обусловленной выпаде-

нием действия гормона роста. Одновременно происходит ат-

рофия щитовидной и половых желез. Предотвратить задерж-

ку роста и атрофию желез можно только введением суспен-

225

зии гипофиза или очищенных тропных гормонов и гормона

роста или путем пересадки (трансплантации) гипофиза.

• Дистантность действия. Гормоны разносятся кровью от

места их образования по всему организму и действуют на ор-

ганы, ткани, клетки-мишени, имеющие специфические ре-

цепторы. Дистантность действия является основной отличи-

тельной чертой гормонов от медиаторов, которые действуют

локально. Так, гормоны щитовидной железы стимулируют

обмен веществ всех без исключения клеток организма. Гор-

моны околощитовидных желез влияют на фосфорно-кальци-

евый обмен во всех костях и зубах.

А Быстрое разрушение гормонов, поэтому для поддержания

гомеостаза необходимо их непрерывное образование в орга-

низме.

5.6. Основные этапы жизни гормонов

1-й этап — образование (синтез) гормонов. Биосинтез гор-

монов запрограммирован в генетическом аппарате специали-

зированных эндокринных клеток. Крупномолекулярные бел-

ково-пептидные гормоны синтезируются в полисомах в виде

прогормонов, которые «упаковываются» в виде везикул. Ве-

зикулы с прогормоном передаются в комплекс Гольджи, где

под действием протеи наз из прогормона образуется гормон.

Многие пептидные гормоны образуются из одного прогормо-

на. Например, из белка проопиокартина образуются корти-

котропин и (3-липотропин. Из последнего образуются ji-мсла-

ноцитстимулирующий гормон, p-эндорфин, метионин-энке-

фалин и другие гормоны. Из кортикотропина образуются

а-меланоцитстимулирующий гормон и АКТГ-подобный пеп-

тид. Вместе с гормонами упаковываются АТФ и липиды,

ферменты. В таком виде они резервируются в эндокринных

клетках в виде гранул (кетахоламины).

2-й этап — секреция гормонов начинается с движения вези-

кул или гранул по микротубулам эндокринной клетки. Затем

они взаимодействуют с цитоплазматической мембраной этой

клетки и выбрасываются из клетки. Процессы экзоцитоза ак-

тивируются многими факторами (К

, Са

, АТФ).

3-й этап — транспорт гормонов. Нейросекреторные клетки

гипоталамуса синтезируют гормоны и транспортируют их по

аксонам к нервным окончаниям в виде секреторных гранул.

В нейрогемальных областях нейросекрет выходит из оконча-

ний и попадает в кровеносные капилляры. У человека выде-

ляют две нейрогемальные области — нейрогипофиз и средин-

ное возвышение. В нейрогипофизе с кровеносными капилля-

рами контактируют аксоны клеток супраоптического и пара-

вентрикулярного ядер гипоталамуса, в которых образуются

226

антидиуретический гормон и окситоцин. В срединном возвы-

шении в кровеносные капилляры поступают рилизинг-гормо-

ны, образующиеся в мелкоклеточных ядрах заднего гипотала-

муса и регулирующие функции клеток аденогипофиза.

Из клеток нейро- и аденогипофиза и периферических же-

лез секретируемые гормоны попадают в кровь. Часть гормонов

(не более 10 %) транспортируется в растворенном состоянии.

Другая группа гормонов образует комплексные обратимые

соединения: с форменными элементами крови (5—10 %).

Третья группа связывается с белками плазмы крови; в та-

ком состоянии транспортируется около 80 % гормонов.

К белкам крови, связывающим гормоны, относятся тирок-

синсвязывающий глобулин (ТСГ); кортикоидсвязывающий

глобулин (КСГ), взаимодействующий с глюкокортикоидами;

прогестинсвязывающий гормон (ПГС) или транспрогестин,

избирательно взаимодействующий с прогестинами (женски-

ми половыми гормонами); эстроген связывающий глобулин

(ЭСГ); тестостерон-эстрогенсвязыающий глобулин (ССГ),

или сексстероидсвязывающий гормон, взаимодействует с ан-

дрогенами и эстрадиолом.

Эти комплексы образуются спонтанно в результате нефер-

ментативного и обратимого процесса. Составляющие комп-

лекс компоненты скреплены слабыми нековалентными связя-

ми. Такое комплексирование играет важную роль в жизни гор-

монов. Оно предохраняет от избыточного накопления свобод-

ных гормонов в крови. Так, при беременности увеличивается

продукция гормонов щитовидной железы, но так как значи-

тельная часть их связывается с белками плазмы, то основной

обмен в организме беременной женщины остается в пределах

нормы. Помимо этого, связанная форма гормона служит его

физиологическим резервом, так как отщепление гормона про-

исходит по мере возникновения потребности. Связь с белками

или клетками крови защищает гормон от действия ферментов.

Комплексирование с белками препятствует фильтрации низ-

комолекулярных гормонов через почечные клубочки, т.е. пре-

пятствует потери гормонов для организма.

4-й этап — взаимодействие гормона с клеткой-мишенью

осуществляется после его освобождения от носителя посредст-

вом специфических рецепторов. Рецепторы имеют гликопро-

теидную или липопротеидную природу. Они могут находиться

как на цитоплазматической мембране, так и внутри клетки.

Молекулу рецепторного белка рассматривают в функцио-

нальном отношении как «двухвалентную» структуру, которая

с внешней стороны осуществляет прием гормонального сиг-

нала, а с внутренней — посредством специальных механиз-

мов передает этот сигнал в те участки клетки-мишени, кото-

рые ответственны за включение специфических гормональ-

ных эффекторов.

227

Эффекты

гормона

Клетка- мишень

Рис. 5.2. Функциональная организация молекулы гормона.

1 — защитный участок; 2 — гаптон; 3 — актон; 4 — усилитель; 5 — защит-

ный участок.

В структуре молекул гормонов выделяют отдельные фраг-

менты, имеющие разное функциональное значение {рис. 5.2).

• Гаптомеры - адресные фрагменты, которые избиратель-

но связываются с клеточными рецепторами определенных

тканей; они обеспечивают поиск, но сами не производят

биологического эффекта.

• Эфектомеры, эргомеры или актоны, — фрагменты гор-

монов, которые обеспечивают гормональные эффекты.

• Вспомогательные фрагменты — не оказывают прямого

влияния на проявление гормонального эффекта, но регулиру-

ют эффективность гормона и изменяют его стабильность.

Сила и эффективность гормона определяются трехмерной

стерической структурой взаимодействующих функциональ-

ных фрагментов его молекулы.

5-й этап — метаболическая инактивация (катаболизм) гор-

монов. Период полужизни гормона, или полураспада (время,

необходимое для расщепления половины имеющегося гормо-

на), составляет от нескольких минут до 2 ч (табл. 5.1)

Таблица 5.1. Величина периода полураспада (Т|

) некоторых гормонов

у здорового человека (обобщенные средние данные)

Гормон

1/2

Гормон

1/2

Тироксин

4 сут

СТГ 15—17 мин

Трийодтиронин

45 ч

ТТГ 10-12 »

Кортизол 70-90 мин АКТ Г

10-15 »

Кортикостерон 50-60 » Мелатонин

10-25 »

Альдостерон

30-50 »

Инсулин 8-10 »

Тестостерон

30-40 »

Вазопрессин

15-20 »

Прогестерон 90-105 »

Рилизинг-факторы

2,5-5 »

Эстрадиол

20-25 »

Катехоламины

0,5-2,5 »

228

Гормональный метаболизм осуществляется специальными

для каждой группы гормонов ферментными системами пери-

ферических тканей. Наиболее интенсивно этот процесс про-

текает в печени, тонкой кишке и почке.

6-й этап — экскреция, или выведение гормонов из орга-

низма, осуществляется в виде инактивированных (90 %) и ак-

тивных (10 %) форм. Основное количество их удаляется через

почки (80 %) и лишь небольшая часть (20 %) через желудоч-

но-кишечный тракт, куда продукты катаболизма поступают

из печени с желчью. Слюнные и потовые железы тоже участ-

вуют в экскреции гормонов; гормоны и продукты их деграда-

ции обнаружены в составе пота и слюны.

5.7. Механизмы действия гормонов

Механизм действия гормонов зависит от их строения и

свойств. Жирорастворимые гормоны легко проникают через

фосфолипидный матрикс мембран и взаимодействуют с ре-

цепторами, находящимися в цитозоле или в структурах ядра

клетки. Это приводит к транскрипции генов, вызывающей

изменения синтеза клеточных белков и физиологического от-

вета клетки. Данный механизм называют цитозольно-ядерным,

или прямым (рис. 5.3). Примером могут служить эффекты дей-

ствия андрогенов, которые усиливают синтез сократительных

белков, стимулируют половое и агрессивное поведение, уча-

ствуют в формировании социальной иерархии. Действие гор-

монов с цитозольно-ядерным механизмом развивается отно-

сительно медленно, но характеризуется большой продолжи-

тельностью.

Водорастворимые гормоны взаимодействуют с рецептора-

ми мембран, от которых сигнал передается на ферментные

системы последних. Это приводит к образованию вторич-

ных посредников, влияющих на активность внутриклеточ-

ных ферментов, благодаря чему изменяется физиологиче-

ский ответ клетки. Примером является эффект действия

адреналина на сократительную функцию гладкомышечных

клеток, рассмотренный в разделе «Автономная нервная

система». Такой механизм действия гормонов называют

мембранорецепторным, или косвенным (рис. 5.4). Действие

гормонов с данным механизмом развивается быстро, но и

быстро заканчивается. Эффекты действия гормонов могут

изменяться в результате различных вариантов их взаимо-

действия.

Некоторые гормоны обладают однонаправленным дейст-

вием, или синергизмом влияний. Например, адреналин и

глюкагон активируют расщепление гликогена в печени до

глюкозы и вызывают повышение содержания сахара в кро-

229

Гормон Плазматическая мембрана

Рис. 5.3. Ядерно-цитоплазматический механизм действия гормонов.

Объяснение в тексте.

ви. Другие гормоны демонстрируют антагонизм влияний.

Например, инсулин и адреналин вызывают разные эффек-

ты: инсулин — гипогликемию, адреналин — гиперглике-

мию. Однако это пример относительного, а не абсолютно-

го антагонизма.

Существует пврмиссивное (разрешающее) действие гор-

монов. Оно выражается в том, что гормон, не вызывая

физиологического эффекта, сам создает условия для дейст-

вия других гормонов на клетки и органы. Таким действием

обладают, например, глюкокортикоиды в отношении адре-

налина.

Действие гормонов на функции организма зависит от мно-

гих условий: содержания в организме витаминов, концентрации

ионов в тканях и жидкостях организма, качества пищевого ра-

циона.

230

Са

- кальмодулин

Белок

зависимая

протеинкиназа

Белок

Рис. 5.4. Мембранно-рецепторный механизм действия гормонов.

, G

— мембранные рецепторные белки; ИФ

— инозитолтрифосфат;

ДАГ — диацилглицерол; КМ — кальмодулин.

5.8. Роль желез внутренней секреции в развитии

и формировании челюстно-лицевой области

При нарушении функции эндокринных структур возника-

ют заболевания, которые характеризуются длительным тече-

нием, часто не вызывающим у больных субъективных ощу-

щений, поэтому значительная часть заболевших обращается к

врачу только при появлении серьезных нарушений. Известно

много случаев, когда диагноз эндокринологического заболе-

вания впервые устанавливал стоматолог. При подозрении на

эндокринные заболевания необходимо направить больного

на консультацию к врачу-эндокринологу. Нарушение функ-

ций желез внутренней секреции у ребенка приводит к более

выраженным специфическим нарушениям, нежели у взрос-

лых. Однако они значительно легче поддаются коррекции. До

231

2—3 мес плод развивается под влиянием некоторых гормонов

матери, которые проходят через плаценту (стероидные гормо-

ны, а также гормоны плаценты). Затем у плода начинают

функционировать собственные железы, вырабатываются соб-

ственные гормоны. У новорожденного гормонов вырабатыва-

ется очень мало, но этот недостаток компенсируется гормо-

нами матери, поступающими в организм ребенка с грудным

молоком. Грудное вскармливание рефлекторно увеличивает у

матери выработку, например, таких гормонов, как окситоцин

и пролактин. Пролактин необходим для развития дофаминер-

гической системы ЦНС ребенка.

Для выяснения значения и роли той или иной эндокрин-

ной железы в развитии челюстно-лицевой системы проводят

сопоставление сроков становления желез внутренней секре-

ции и сроков закладки, дифференцировки и гистогенеза тка-

ней и органов челюстно-лицевой области на различных эта-

пах онтогенеза: у эмбриона, плода и ребенка первых лет жиз-

ни. Установлено, что раньше других начинают функциониро-

вать надпочечники — на 8-й неделе развития, щитовидная

железа — на 12-й неделе. В этот период онтогенеза они явля-

ются ведущими. Гормоны этих желез стимулируют рост и

оказывают большое влияние на дифференцировку тканей и

органов всего организма и, в частности, органов челюст-

но-лицевой области. Так, на 6—7-й неделе эмбрионального

развития начинается образование твердого и мягкого неба и

происходит разделение первичной лицевой области на по-

лость носа и рта, образование преддверия рта и языка. В этот

же период начинает развиваться зубная пластинка и происхо-

дит закладка и образование зачатков молочных зубов. Ста-

новление функций щитовидной железы у человека совпадает

с периодом дифференцировки и гистогенеза зачатков молоч-

ных зубов, т.е. с образованием амелобластов на 10-й неделе,

одонтобластов — на 12-й, с последующим постоянным разви-

тием зубов — на 17-й неделе внутриутробной жизни. Другие

железы внутренней секреции начинают функционировать

лишь на 20—26-й неделе беременности.

Нарушения функций эндокринных желез организма мате-

ри существенно отражаются на развитии тканей и их функ-

ций у плода. В экспериментах на крысах установлено, что

при удалении щитовидной и паращитовидных желез у матери

(крыса) наблюдается преждевременное функционирование

щитовидной и околощитовидной желез плода.

У детей, рожденных матерями, больными токсическим зо-

бом, наблюдаются случаи ускоренного внутриутробного про-

резывания молочных зубов. В ранний постнатальный период

при нарушении функции эндокринных желез наблюдаются

различные отклонения в формировании зубов: задержка рас-

сасывания молочных зубов; нарушение сроков и порядок

232

прорезывания постоянных зубов; задержка в прорезывании

зубов; изменение структуры дентина, гиперцементоз, нека-

риозные поражения тканей зуба.

Повышение функции щитовидной железы (гипертиреоз) в

этот период ведет к ускоренному прорезыванию зубов; гипо-

тиреоз замедляет прорезывание зубов. В связи с этим время

прорезывания молочных и постоянных зубов является диа-

гностическим признаком при определении эндокринных за-

болеваний, в частности врожденного поражения щитовидной

железы. Органы полости рта имеют общую лимфатическую

систему с щитовидной железой, поэтому увеличение разме-

ров щитовидной железы (зоб) у детей может быть обусловле-

но наличием инфекции в полости рта и миндалинах. При

токсическом зобе у детей происходит увеличение высоты

лица, в большей мере передней, а также увеличение верхней

челюсти. При этом может происходить увеличение губ и язы-

ка, что затрудняет речь и глотание.

Околощитовидные железы оказывают влияние на обмен

кальция и фосфора в костях и зубах. Понижение функций

этих желез (гипопаратиреоидизм) в детском возрасте ведет к

гипоплазии эмали и нарушению образования эмали. Гипер-

паратиреоидизм, т.е. повышение функций паращитовидных

желез, в 25 % случаев ведет к изменениям в пародонте.

В период полового созревания любое изменение функции

желез внутренней секреции, гибель желез или передозировка

гормонов во время лечения воспринимаются иначе, чем в

зрелом возрасте. Гипертрофический юношеский гингивит

может наблюдаться в период полового созревания и быть

обусловлен так называемой «ювенильной струмой». Хирурги-

ческое лечение гипертрофической десны при таком диагнозе

приведет лишь к обострению болезни. Необходимы консуль-

тация эндокринолога и применение тиреостатических препа-

ратов.

Изменение функций желез внутренней секреции в зрелом

возрасте приводит к возникновению характерных заболева-

ний, при которых могут возникнуть изменения челюстно-ли-

цевой области и полости рта.