Смирнов В.М. Физиология человека: Учебник

Подождите немного. Документ загружается.

тем самым временно выключаются из сферы

биологического действия и метаболических

превращений, т.е. обратимо инактивируются.

Активной становится свободная, не связан-

ная с белками форма. Образование комплек-

сов гормонов со специфическими белками

есть один из механизмов, регулирующих

сдвиги концентрации гормонов и резервиро-

вание их в кровяном русле.

Гормоны, не связанные с транспортными

белками крови, имеют доступ к клеткам и

тканям. При этом в тканях параллельно про-

текают два процесса: реализация гормональ-

ного эффекта и метаболическая инактивация

(катаболизм) гормонов. Метаболическая

инактивация, протекающая наиболее интен-

сивно в печени, тонком кишечнике и почке,

имеет важное значение для гормонального

гомеостазиса. Если скорость секреции гормо-

на определяет в значительной мере приток

его к тканям, то скорость катаболизма и пос-

ледующей экскреции (с мочой, калом, слю-

ной) определяет удаление его из организма.

Таким образом, гормональный катабо-

лизм, осуществляемый специальными для

каждой группы гормонов ферментными сис-

темами периферических тканей, является

важным механизмом регуляции активности

гормонов в организме. Специфические ката-

болические процессы, непосредственно

влияя на концентрацию активного гормона в

крови, через механизмы обратной связи уча-

ствуют в регуляции скорости его секреции

железой.

10.1.2.

ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ

ГОРМОНОВ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ

ИХ ПОЛУЖИЗНИ

Гормоны обладают следующими основными

свойствами.

Органоспецифичность

действия. Ответ-

ные реакции органов и тканей на гормоны

строго специфичны и не могут быть вызваны

другими биологически активными вещества-

ми.

Так, удаление половых желез у самца или

самки вызывает определенные эффекты (ат-

рофию семенников, простаты, яичников,

матки, прекращение течки), обусловленные

выпадением внутрисекреторной деятельнос-

ти семенника или яичника. Ничем другим,

кроме мужского полового гормона, нельзя

предотвратить атрофию семенных пузырьков

или простаты, наступающую после кастра-

ции. Точно так же восстановление течки и

развитие до нормальных размеров матки у

кастрированной самки можно вызвать введе-

нием только женского полового гормона.

Удаление гипофиза у молодого растущего

организма приводит к остановке роста, обу-

словленной выпадением действия гормона

роста. Одновременно происходит атрофия

щитовидной и половых желез, надпочечни-

ков.

Предотвратить задержку роста и атро-

фию названных желез после гипофизэктомии

можно только введением суспензии гипофи-

за или очищенных тропных гормонов и гор-

мона роста, а также путем пересадки (транс-

плантации) гипофиза.

Высокая биологическая активность.

Гормоны образуются эндокринными железа-

ми в малых количествах. При введении извне

они эффективны в очень небольших дозах.

Ежедневная доза гормона надпочечников

преднизолона, поддерживающая жизнь чело-

века, у которого удалены оба надпочечника,

составляет 10 мг. Уровень женского полового

гормона эстрадиола в разных фазах менстру-

ального цикла в крови колеблется от 0,2 до

0,6 мкг%. Во время беременности, когда жел-

тое тело образует большое количество гор-

мона, содержание его в крови в зависимости

от срока беременности составляет 1,9—

27,0 мкг%.

Ежедневная потребность в гормоне опре-

деляется тем минимальным его количеством,

которое необходимо ввести для предотвраще-

ния характерных патологических явлений,

наблюдающихся при прекращении выработ-

ки гормона, например, после удаления желе-

зы по медицинским показаниям.

Ежедневная минимальная потребность в

гормонах для взрослого здорового человека

оказалась следующей (в мг):

гормон щитовидной железы — 0,3; инсу-

лин — 16; минералокортикоиды — 2,0; глю-

кокортикоиды — 20,0; андрогены — 5,0; эст-

рогены — 0,25.

Период полужизни гормонов небольшой —

обычно около 1 ч. Следовательно, для эф-

фективного функционирования в качестве

регуляторов, поддерживающих нормальное

физиологическое состояние, гормоны долж-

ны постоянно синтезироваться и секретиро-

ваться, действовать быстро и в то же время с

большой скоростью инактивироваться.

10.1.3.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

А. Действие гормонов на функции организма

опосредуется ферментами. Гормоны действу-

ют как химические посредники, перенося-

щие соответствующую информацию или сиг-

нал к клетке-мишени. Это обеспечивается

наличием у последней высокоспециализиро-

181

Рис. 10.1. Типы рецепции гормо-

нов клетками.

А — внутриклеточный, Б — мембран-

ный, Г — гормон, Р — рецептор, М —

медиатор (по В.Б.Розену, 1980).

ванного белкового рецептора, с которым свя-

зывается гормон.

В зависимости от локализации рецепторов

для гормонов (на поверхности мембраны или

в цитоплазме) имеется два пути реализации

гормонального эффекта (рис. 10.1).

Рецепторы различных гормонов — это

кислые крупномолекулярные олигомерные

белки, молекулы которых состоят из 2—4 или

большего числа субъединиц.

Молекула рецепторного белка является в

функциональном отношении «двухвалент-

ной» структурой, которая, с одной стороны,

осуществляет прием гормонального сигнала,

с другой — посредством специальных сопря-

гающих механизмов способна передавать его

в локусы клетки, ответственные за включе-

ние специфических гормональных эффектов,

которые реализуются с помощью вторых

посредников и запускаются с помощью

G-белка клеточной мембраны.

Б.

Функциональное значение отдельных

фрагментов молекул гормонов. В структуре мо-

лекул гормонов имеются отдельные фрагмен-

ты,

имеющие разное функциональное значе-

ние.

В ней выделяют адресные фрагменты

(гаптомеры), избирательно связываемые кле-

точными рецепторами определенных тканей

(рис.

10.2), обеспечивающие поиск места спе-

цифического действия, но сами не производя-

щие биологического эффекта; актоны (эф-

фектомеры, эргомеры) — фрагменты, непо-

средственно обеспечивающие включение гор-

мональных эффектов на регулируемые клетки

с помощью G-белка и аденилатциклазы (рис.

10.3);

вспомогательные

фрагменты,

которые не

оказывают прямого влияния на принципиаль-

ную возможность реализации данного гормо-

нального эффекта, но изменяют стабильность

гормона, регулируют его активность и обу-

словливают иммунологические свойства.

Отличительная черта адресных фрагмен-

тов (гаптомеров) — способность в физиоло-

гических концентрациях конкурировать с це-

лостной молекулой гормона за связывание с

определенными рецепторами и неспособ-

ность в любых концентрациях воспроизво-

дить гормональный эффект. Вместе с тем ак-

тоны практически не конкурируют в физио-

логических концентрациях с целостной мо-

лекулой гормона за связывание реагирующей

клеткой, но могут в сверхфизиологической

концентрации вызывать специфические гор-

мональные эффекты.

Если молекула гормона потенциально

несет несколько различных форм биологи-

ческой активности, то в ее составе может со-

держаться несколько актонов, адресных и

вспомогательных фрагментов. Важно под-

черкнуть, что активность каждого типа взаи-

мосвязанных функциональных фрагментов

зависит не столько от его первичной структу-

ры,

сколько от его конформации (третичной

структуры). Именно строго определенная

трехмерная стерическая структура взаимо-

действующих функциональных фрагментов

молекулы гормона в конце концов определя-

ет силу и эффективность связывания гормо-

нов с рецепторами. Повышение сродства

гормонов к рецепторам с помощью химичес-

кой модификации их молекул повышает и

биологическую активность гормонального

препарата. Снижением же специфического

сродства гормонов к соответствующим ре-

цепторам можно достичь такой ситуации,

когда гормоны еще связываются рецептора-

ми,

однако связывание их практически неэф-

фективно в плане включения гормонального

эффекта. Это явление получило название

гормонорезистентности.

В.

Действие гормонов на функции организ-

ма зависит от многих условий. Существенное

значение в этом отношении имеет содержа-

ние в организме витаминов. Так, витамин А

тормозит гормонообразовательную функцию

щитовидной железы. Вместе с тем гормоны

182

Г1

из

Рис. 10.2. Структурно-функциональная модель мо-

лекулы белка-рецептора (Р) (по В.Б.Розену, 1980).

—

гормон, Га

—

гормоносвязывающий участок, е

—

эф-

фекторный участок, зигзагообразная линия — механизм

сопряжения а и е.

этой железы способствуют превращению ка-

ротина в витамин А. Витамин В усиливает

активность эозинофильных клеток передней

доли гипофиза и одновременно тормозит

функцию базофильных клеток. Значительное

количество витамина С содержится в корко-

вом слое надпочечников. Этот витамин необ-

ходим для образования кортикостероидов.

Обнаружено, что витамин D тормозит обра-

зование гормонов в паращитовидных желе-

зах. Витамин Е оказывает влияние на про-

дукцию гормонов половыми железами и на

гонадотропную функцию передней доли ги-

пофиза.

Изменение концентрации ионов в тканях и

жидкостях организма может усиливать, ос-

лаблять и даже извращать действие различ-

ных гормонов. Так, ионы кальция усиливают

физиологический эффект адреналина; нарас-

тание уровня ионов калия, напротив, ослаб-

ляет его. Повышенное содержание водород-

ных ионов способствует проявлению дейст-

вия тироксина, в щелочной среде тормозится

активность этого гормона.

Пищевой рацион должен обязательно со-

держать аминокислоту тирозин, так как она

не синтезируется в организме. Тирозин необ-

ходим для выработки гормонов адреналина и

тироксина. В состав пищи должны входить

йод и холестерин. Йод необходим для обра-

зования тироксина, холестерин — для про-

дукции стероидных гормонов.

Г.

Подавляющее большинство гормонов

перед экскрецией из организма подвергается

метаболическим превращениям. Лишь неболь-

шая доля гормонов (0,5—10 %) экскретирует-

ся в неизмененном виде. В составе выводи-

мых жидкостей плохо растворимые в воде

метаболиты стероидных гормонов экскрети-

руются преимущественно в форме глюкуро-

нидов, сульфатов и некоторых других эфи-

ров,

обладающих высокой водорастворимос-

тью.

Метаболиты аминокислотных гормонов,

Клеточная

мембрана

Инактивирование

цАМФ

Эффекты

Рис. 10.3. Взаимодействие гормонов с аденилат-

циклазой и образование цАМФ в клетке-мишени

(по В.Б.Розену, 1980).

Pi,

Г2, Гз

—

гормоны; Pi, P2, Рз

но связывающие гормоны.

рецепторы, избиратель-

как правило, хорошо растворимые в воде,

экскретируются главным образом в свобод-

ной форме, и лишь незначительная их часть

выделяется в составе парных соединений с

кислотами. Метаболиты белково-пептидных

гормонов выводятся преимущественно в

форме свободных аминокислот или их солей

и небольших пептидов. Как и все выводимые

из организма продукты, гормональные мета-

болиты экскретируются в первую очередь с

мочой и желчью. Желчные компоненты

затем в составе каловых масс выводятся из

организма через кишечник. Некоторая часть

гормональных метаболитов выводится из ор-

ганизма с потом и слюной (эти пути экскре-

ции имеют второстепенное значение).

Основная роль гормонов связана с их вли-

янием на морфогенез, обменные процессы,

гомеостазис (сохранение постоянства состава

и физико-химических свойств внутренней

среды организма).

10.2.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРМОНОВ

Один из уровней регуляции биосинтеза и

секреции гормонов — внутриклеточный.

Специфическая направленность спонтанных

процессов продукции гормонов осуществля-

ется при участии ряда ферментов. Кроме

того,

они, как и многие многоступенчатые

биохимические реакции, в той или иной сте-

пени саморегулируются по общему принципу

обратной связи. Согласно этому принципу,

183

предшествующие стадии цепи реакций могут

тормозиться или усиливаться продуктами

последующих стадий.

В настоящее время известно несколько

физиологических механизмов специфическо-

го контроля эндокринных желез. К ним от-

носятся нервный, нервно-эндокринный, эн-

докринный, неэндокринный гуморальный.

За счет этих механизмов регулируются не

только образование и секреция гормонов эн-

докринными железами, но и тонус кровенос-

ных сосудов, обеспечивающих их кровоснаб-

жение.

10.3.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФУНКЦИЙ ЖЕЛЕЗ

ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

Существуют экспериментальные и клиничес-

кие методы исследований активности эндо-

кринных желез.

Экспериментальные методы могут вклю-

чать экстирпацию (удаление) желез; транс-

плантацию (пересадку) желез; экстирпацию с

последующей трансплантацией удаленной

железы; нагрузку организма животных гор-

монами; раздражение нервов или денерва-

цию железы; метод условных рефлексов. Во

всех случаях ведется наблюдение за поведе-

нием животных, устанавливаются и изучают-

ся нарушенные функции организма или их

восстановление.

К клиническим методам исследования

функций желез внутренней секреции относят-

ся:

а) метод радиоактивных изотопов, напри-

мер I

131

для изучения гормонообразовательной

функции щитовидной железы; б) биохими-

ческие методы определения содержания гор-

монов в крови, в моче, цереброспинальной

жидкости. Функция желез внутренней секре-

ции может быть снижена (гипофункция) или

увеличена (гиперфункция).

10.4.

ГИПОФИЗ

В системе эндокринных желез гипофиз зани-

мает особое положение. Его называют «цент-

ральной» железой внутренней секреции. Это

связано с тем, что гипофиз за счет своих спе-

циальных тропных гормонов регулирует дея-

тельность других, так называемых «перифе-

рических» желез. Гипофиз расположен в ги-

пофизарной ямке турецкого седла основной

кости. При помощи ножки он связан с осно-

* В скобках указаны названия гормонов, рекоме

родного общества по чистой и прикладной химии и

ванием мозга. Гипофиз состоит из аденогипо-

физа (передняя доля) и нейрогипофиза (задняя

доля).

Гипофиз хорошо снабжается кровью.

Особенностью кровоснабжения передней

доли гипофиза является наличие портальной

(воротной) системы сосудов, которые связы-

вают ее с гипоталамусом. Ток крови в ворот-

ной системе направляется от гипоталамуса к

гипофизу. Гипофиз хорошо иннервируется.

Иннервация передней доли гипофиза пред-

ставлена симпатическими и парасимпатичес-

кими нервными волокнами.

10.4.1.

ГОРМОНЫ АДЕНОГИПОФИЗА

Среди структурных элементов передней доли

гипофиза различают клетки, гранулы протоп-

лазмы которых окрашиваются основными и

кислыми красками, поэтому эти клетки по-

лучили название базофильных и ацидофиль-

ных. В указанных клетках образуются гормо-

ны.

В передней доле гипофиза вырабатыва-

ются эффекторные гормоны (гормон роста

—

соматотропин и пролактин), а также тропные

гормоны: тиреотропный гормон (тиреотро-

пин),

адренокортикотропный гормон (корти-

котропин) и гонадотропные гормоны (гона-

дотропины)*.

А. Эффекторные гормоны. 1. Гормон рос-

та (соматотропин) принимает участие в ре-

гуляции роста. Это обусловлено способнос-

тью гормона усиливать образование белка в

организме. Наиболее выражено влияние гор-

мона на костную и хрящевую ткани. Под

влиянием соматотропина происходит уси-

ленный рост эпифизарных хрящей в длинных

костях верхних и нижних конечностей, в ре-

зультате наблюдается рост костей в длину.

Влияние соматотропина (СТГ) на рост,

обмен белка и другие функции, в частности

его способность усиливать секрецию инсули-

на, опосредуется за счет соматомединов, об-

разующихся в печени. Эффекты СТГ осу-

ществляются по следующей схеме: СТГ -» со-

матомедины -> специфические рецепторы

соматомединов -> эффекты. В случае нару-

шения функций гипофиза возникают различ-

ные изменения в росте и развитии организма

человека. Если активность передней доли ги-

пофиза увеличивается (гиперфункция) в дет-

ском организме, то это приводит к усиленно-

му росту тела в длину — гигантизму.

При снижении функции передней доли гипо-

физа (гипофункция) или его удалении в экс-

ые комиссией по биохимической номенклатуре Междуна-

родного биохимического общества.

184

перименте у растущего организма происхо-

дит резкая задержка роста — отмечается кар-

ликовость. Избыточное образование

гормона у взрослого человека не отражается

на росте тела в целом, так как он уже завер-

шен. Отмечается лишь увеличение размеров

тех частей тела, которые еще сохраняют спо-

собность расти: пальцев рук и ног, кистей и

стоп, носа и нижней челюсти, языка, органов

грудной и брюшной полостей. Такое заболе-

вание получило название акромегалии.

Пролактин

способствует образованию

молока в альвеолах молочной железы. Свое

действие на молочную железу пролактин ока-

зывает после предварительного влияния на

нее женских половых гормонов

—

эстрогенов

и прогестерона. Эстрогены вызывают рост

протоков молочной железы, прогестерон —

развитие ее альвеол. После родов усиливает-

ся секреция гипофизом пролактина и насту-

пает лактация — образование и выделение

молока молочными железами. Важным фак-

тором, способствующим секреции пролакти-

на, является акт сосания, который через

нервно-рефлекторный механизм стимулирует

образование и выделение пролактина перед-

ней долей гипофиза. Пролактин обладает

также лютеотропным действием, т.е. способ-

ствует продолжительному функционирова-

нию желтого тела и образованию им гормона

прогестерона.

Меланоцитстимулирующий

гормон

(МСГ, меланотропин) является одним из

ферментов полипептида проопиомеланокор-

тина. У человека вырабатывается в очень

малых количествах и существенной роли в

пигментации кожи не играет.

Б.

Тропные гормоны аденогипофиза. /. Ти-

реошропный гормон (тиреотропин) избира-

тельно действует на щитовидную железу, по-

вышая ее функцию. Если удалить или разру-

шить гипофиз у животных, то наступает ат-

рофия щитовидной железы, а введение тире-

отропина восстанавливает ее функции. Вве-

дение тиреотропина интактным животным

вызывает разрастание ткани щитовидной же-

лезы, происходит ее гипертрофия. Под влия-

нием этого гормона наступают также гисто-

логические изменения в щитовидной железе,

свидетельствующие о повышении ее актив-

ности: уменьшается количество коллоида в

полости фолликулов, происходит его вакуо-

лизация, а затем разжижение. Клетки фолли-

кулов приобретают цилиндрическую форму.

Тиреотропный гормон активирует протеоли-

тические ферменты, под влиянием которых

происходят расщепление тиреоглобулина и

освобождение из него гормонов тироксина и

трийодтиронина. Тиреотропин обладает

также способностью стимулировать образо-

вание белка тиреоглобулина в клетках фол-

ликулов щитовидной железы и поступление

его в полость фолликула.

Адренокортикотропный

гормон (корти-

котропин) является физиологическим стиму-

лятором пучковой зоны коры надпочечни-

ков,

в которой образуются гормоны глюко-

кортикоиды. В меньшей степени выражено

влияние гормона на клубочковую и сетчатую

зоны.

Удаление гипофиза у животных приводит

к атрофии коркового слоя надпочечников.

Атрофические процессы захватывают все

зоны коры надпочечников, но наиболее глу-

бокие изменения происходят в клетках сетча-

той и пучковой зон.

Образование АКТГ происходит в особых

клетках аденогипофиза — проопиомеланокор-

тинсинтезирующих клетках (ПОМК-клетки).

В этих клетках из одного высокомолекуляр-

ного предшественника образуются три веще-

ства — бета-эндорфин, альфа-мвланоцитсти-

мулирующий гормон (а-МСГ) и кортикотро-

пин.

Вненадпочечниковое действие кортико-

тропина выражается в стимуляции процессов

липолиза, усилении пигментации, анаболи-

ческом влиянии.

Гонадотропные

гормоны (гонадотропи-

ны).

К ним относятся фолликулостимулирую-

щий (фоллитропин) и лютеинизирующий

(лютропин) гормоны.

Фоллитропин стимулирует рост в яичнике

везикулярного фолликула, секрецию фолли-

кулярной жидкости, формирование оболо-

чек, окружающих фолликул. Влияние фолли-

тропина на образование женских половых

гормонов

—

эстрогенов небольшое. Этот гор-

мон имеется как у женщин, так и у мужчин.

У мужчин под влиянием фоллитропина про-

исходит образование половых клеток

—

спер-

матозоидов.

Лютропин необходим для роста везикуляр-

ного фолликула яичника на стадиях, предше-

ствующих овуляции, и для самой овуляции,

т.е.

разрыва оболочки созревшего фолликула

и выхода из него яйцеклетки. Без этого гор-

мона не происходит овуляции и образования

желтого тела на месте лопнувшего фоллику-

ла. Лютропин стимулирует образование жен-

ских половых гормонов — эстрогенов. Одна-

ко для того чтобы этот гормон осуществил

свое действие на яичник (рост фолликулов,

овуляция, секреция эстрогенов), необходимо

предварительное длительное воздействие

фоллитропина на везикулярные фолликулы.

Следовательно, эффект, вызываемый лютро-

185

пином, зависит от стадии развития фоллику-

ла. Например, если животному ввести лютро-

пин до созревания фолликула, то овуляции

не произойдет.

Под воздействием лютропина происходят

также образование желтого тела из лопнув-

шего фолликула и стимуляция выработки им

прогестерона. Лютропин имеется как у жен-

щин, так и у мужчин. Значение этого гормо-

на у мужчин заключается в том, что он спо-

собствует образованию мужских половых

гормонов

—

андрогенов.

Регуляция выработки тропных гормонов

гипофизом осуществляется гипоталамусом с

помощью либеринов и статинов; по принци-

пу обратной связи эффекторными гормона-

ми,

а также вегетативной нервной системой:

симпатические нервные волокна, идущие от

верхнего шейного симпатического ганглия,

усиливают выработку тропных гормонов, а

парасимпатические нервные волокна, иду-

щие от языкоглоточного нерва, напротив, уг-

нетают.

10.4.2.

ГОРМОНЫ НЕЙРОГИПОФИЗА

Основными элементами нейрогипофиза яв-

ляются особые клетки — питуициты и безмя-

котные нервные волокна. В задней доле ги-

пофиза гормоны не вырабатываются. Сюда

поступают гормоны, которые образуются в

супраоптическом и паравентрикулярном

ядрах гипоталамической области (рис. 10.4).

Крупноклеточные нейроны этих ядер гипота-

ламуса способны синтезировать вещества

белковой природы — нейросекрет. Образо-

вавшийся нейросекрет (нейрогормон) транс-

портируется по аксонам нейронов этих ядер

(по так называемому гипоталамо-гипофизар-

ному тракту) в заднюю долю гипофиза. В

нервных клетках паравентрикулярного ядра

преимущественно образуется гормон оксито-

цин, а в нейронах супраоптического ядра —

вазопрессин (антидиуретический гормон —

АДГ).

Эти гормоны образуются в неактивном

состоянии и накапливаются в клетках задней

доли гипофиза — питуицитах, где гормоны

превращаются в активную форму.

Вазопрессин. Главная роль вазопрессина

связана с его способностью усиливать реаб-

сорбцию воды в собирательных трубках

почек — антидиуретическое действие гормо-

на; влияние на сосуды см. раздел 13.9.2.

Уменьшение образования вазопрессина явля-

ется причиной несахарного диабета (несахар-

ного мочеизнурения). При этом заболевании

выделяется большое количество мочи — до

пвя

Эфференты

ЦНС:

терминальная

полоска,

свод

Гипофизотропная зона

Хиазма

Верхняя

гипофизарная артерия

Аденогипофиз

Артерия

Нейрогипофиз

Рис. 10.4. Гипоталамо-гипофизарная система (по

Р.Шмидту, Г.Тевсу, 1983).

ПВЯ

—

паравентрикулярные ядра; СОЯ

—

супраоптичес-

кие ядра; АДГ — антидиуретический гормон (вазопрес-

син);

РГ

—

рилизинг-гормоны (либерины и статины).

15 л в сутки, в которой не содержится сахара

(в отличие от заболевания сахарным диабе-

том).

У таких больных возникает сильная

жажда.

Окситоцин. Гормон избирательно действу-

ет на гладкую мускулатуру матки, усиливая

ее сокращение. Сокращение матки резко уве-

личивается, если она предварительно находи-

лась под действием женских половых гормо-

нов — эстрогенов. Во время беременности

окситоцин не влияет на матку, так как под

влиянием гормона желтого тела прогестерона

она становится нечувствительной к оксито-

цину. Выделение окситоцина из задней доли

гипофиза осуществляется рефлекторно. Если

механически раздражать шейку матки, то в

ответ на это происходит рефлекторное отде-

ление окситоцина.

Окситоцин обладает способностью стиму-

лировать также выделение молока. В молоч-

ной железе, активно образующей молоко, ок-

ситоцин стимулирует выделение молока из

альвеол. Под влиянием окситоцина усилива-

186

ется именно выделение молока, а не его сек-

реция, которая находится под контролем

пролактина аденогипофиза. На поверхности

альвеол молочной железы находятся особые

клетки. Окситоцин избирательно действует

на них, вызывая их сокращение. Сокраща-

ясь,

они сдавливают альвеолы, выталкивая из

них молоко. Акт сосания рефлекторно спо-

собствует выделению окситоцина из нейро-

гипофиза.

10.5.

ЭПИФИЗ (ШИШКОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА)

Эпифиз — это образование конусовидной

формы, которое нависает над верхними хол-

миками четверохолмия. По внешнему виду

железа напоминает еловую шишку, что и да-

ло повод к ее названию. Этот орган получает

многочисленные постганглионарные нерв-

ные волокна из верхних шейных симпатичес-

ких ганглиев. Из ткани эпифиза выделен ме-

латонин, обладающий свойствами гормонов.

Мелатонин принимает участие в регуля-

ции пигментного обмена: он обесцвечивает

меланофоры, т.е. механизм его действия

прямо противоположен влиянию на пигмент-

ный обмен гормона аденогипофиза альфа-

меланоцитстимулирующего гормона (а-

МСГ).

Мелатонин тормозит также развитие

половых функций у молодого организма и уг-

нетает действие гонадотропных гормонов у

взрослого. Это обусловлено прямым действи-

ем мелатонина на гипоталамус, где он блоки-

рует освобождение люлиберина, и на адено-

гипофиз, где он уменьшает влияние люлибе-

рина на освобождение лютропина.

10.6.

ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА

Щитовидная железа состоит из двух долей,

расположенных на шее по обеим сторонам

трахеи ниже щитовидного хряща. По крово-

снабжению она занимает одно из первых мест

в организме. Иннервируется железа сетью

нервных волокон, идущих к ней из несколь-

ких источников: из среднего шейного симпа-

тического узла, от блуждающего, языкогло-

точного и подъязычного нервов. Щитовид-

ная железа имеет дольчатое строение. Ткань

железы каждой доли состоит из множества

замкнутых железистых пузырьков, называе-

мых фолликулами. В коллоиде щитовидной

железы находится йодсодержащий белок ти-

реоглобулин.

Наряду с этим в коллоиде содер-

жится некоторое количество мукополисаха-

ридов.

Гормоны щитовидной железы делят на две

группы: йодированные гормоны — тироксин

(тетрайодтиронин), трийодтиронин, и неио-

дированный гормон — тиреокальцитонин

(кальцитонин). Впервые гормон щитовидной

железы (тироксин) получил в чистом виде

английский исследователь Кендалл в 1915 г.

В 1927 г. его соотечественник Харингтон вы-

яснил химическое строение гормона. В даль-

нейшем из щитовидной железы был получен

еще один гормон, содержащий йод, — трий-

одтиронин. Содержание тироксина в крови

больше, чем трийодтиронина. Однако актив-

ность трийодтиронина в 4—10 раз больше,

чем тироксина. В 1962 г. канадским исследо-

вателем Коппом впервые было установлено

существование в организме животных и че-

ловека гормона, не содержащего йод, — ти-

реокальцитонина, участвующего в регуляции

кальциевого обмена.

Образование йодированных гормонов щи-

товидной железы происходит в три этапа: об-

разование коллоида, йодирование коллоида

(тиреоглрбулина), выведение гормона в кро-

воток. Йодирование тиреоглобулина стиму-

лируется особым ферментом — тиреоидпе-

роксидазой. Продуктами йодирования ти-

реоглобулина являются: 1) монойодтирозин;

2) дийодтирозин; 3) трийодтиронин и 4) тет-

райодтиронин (тироксин). Первые два йоди-

рованных соединения не обладают гормо-

нальной активностью, вторые два — актив-

ные гормоны щитовидной железы. Отноше-

ние тироксина и трийодтиронина в молекуле

тиреоглобулина составляет 4:1. Выведение

гормонов щитовидной железы из фолликула

в кровь происходит только после гидролиза

тиреоглобулина. В щитовидной железе обна-

ружены катепсины, гидролизующие тирео-

глобулин. При гидролизе тиреоглобулина ос-

вобождаются активные гормоны

—

трийодти-

ронин и тироксин. В норме у человека еже-

дневно секретируется около 70 мкг тирокси-

на и 25 мкг трийодтиронина.

10.6.1.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

И ТРАНСПОРТ ЙОДИРОВАННЫХ ГОРМОНОВ

ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

А. Регуляция. 1.

Гормон аденогипофиза

тирео-

тропин

влияет на все этапы образования йод-

ированных гормонов в щитовидной железе:

способствует поглощению йода железой,

превращению иона йода в молекулярный

йод, йодированию тиреоглобулина.

Установлена определенная зависимость

между содержанием йода и гормонообразова-

187

тельной активностью щитовидной железы.

Малые дозы йода стимулируют образование

гормонов за счет усиления функции секре-

ции фолликулов железы. Большие дозы йода

по принципу обратной отрицательной связи

тормозят процессы гормонопоэза, особенно

когда функция железы повышена.

Вегетативная нервная система: воз-

буждение постганглионарных симпатических

нервных волокон, идущих от средних шей-

ных симпатических ганглиев, приводит к по-

вышению активности щитовидной железы, а

активность блуждающего нерва обусловлива-

ет снижение гормонообразовательной функ-

ции железы.

Гипоталамическая область также ока-

зывает выраженное влияние на образование

гормонов в щитовидной железе через тирео-

либерин (см. рис. 3.1).

5. Возбуждение ретикулярной формации

ствола мозга ведет к повышению функцио-

нальной активности щитовидной железы за

счет усиления выработки тиреолиберина ги-

поталамусом.

6. Кора большого мозга также принимает

участие в регуляции активности щитовидной

железы. В опытах на животных с удаленной

корой было установлено, что в первый пери-

од после декортикации отмечается усиление

активности щитовидной железы, в дальней-

шем функция железы снижается.

Б.

Транспорт. Оба йодированных гормона

в крови находятся не в свободном виде, а в

соединении с белками глобулиновой фрак-

ции. Этот белок получил название тироксин-

связывающий глобулин. Кроме того, гормоны

щитовидной железы могут связываться также

альбумином плазмы крови. Тироксин проч-

нее комплексируется с белками плазмы

крови, чем трийодтиронин. Поэтому послед-

ний быстрее и лучше проникает в ткани и

проявляет в них большую биологическую ак-

тивность, чем тироксин. Для исследования в

крови циркулирующих гормонов щитовид-

ной железы определяют связанный с белком

йод (СБЙ), так как йод входит в основном в

состав тиреоидных гормонов. В норме уро-

вень СБЙ составляет 4—8 мкг%. При поступ-

лении тироксина в кровоток он захватывает-

ся,

в частности, клетками печени. Печень яв-

ляется главным органом, регулирующим уро-

вень гормонов щитовидной железы. В печени

тироксин образует парные соединения с глю-

куроновой кислотой. Последние не обладают

гормональной активностью и выносятся жел-

чью в желудочно-кишечный тракт, а далее

удаляются. Образование парных соединений

тироксина с глюкуроновой кислотой рас-

сматривается как дезинтоксикационный про-

цесс,

благодаря которому предотвращается

чрезмерное насыщение крови гормонами.

Опыты с радиоактивным I показали, что в

организме взрослого человека ежесуточ-

но полностью разрушается в среднем около

300 мкг тироксина и трийодтиронина.

10.6.2.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

ЙОДИРОВАННЫХ ГОРМОНОВ

ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Йодированные гормоны щитовидной железы

оказывают выраженное влияние на многие

функции и ткани организма.

Влияние на функции ЦНС было, в част-

ности, продемонстрировано в опытах на со-

баках при длительном введении больших доз

тироксина — животные становятся беспо-

койными, у них усиливаются сухожильные

рефлексы, появляется дрожание конечнос-

тей.

Удаление щитовидной железы у живот-

ных резко снижает их двигательную актив-

ность, ослабляет оборонительные реакции.

Введение тироксина устраняет указанные на-

рушения.

Влияние на высшую нервную деятель-

ность.

У собак после удаления щитовидной

железы условные рефлексы и дифференциро-

вочное торможение вырабатываются с боль-

шим трудом. Сформированный условный

рефлекс оказывается на следующий день ут-

раченным, и его приходится вырабатывать

снова. Введение тироксина усиливает про-

цесс возбуждения в коре большого мозга, что

приводит к нормализации условнорефлек-

торной деятельности животных.

Влияние на процессы роста и развития

показано в различных опытах и клинических

наблюдениях. Так, удаление щитовидной же-

лезы в молодом возрасте вызывает задержку

роста тела. Нарушается развитие скелета.

Центры окостенения появляются поздно. За-

медляется развитие почти всех органов, по-

ловых желез.

Влияние на обмен веществ. Тиреоидные

гормоны воздействуют на обмен белков,

жиров, углеводов, минеральный обмен. Ти-

роксин усиливает расходование всех видов

питательных веществ, повышает потребление

тканями глюкозы. Под влиянием гормонов

щитовидной железы заметно уменьшаются

запасы жира и гликогена в печени. Многооб-

разное действие йодированных гормонов на

обмен веществ связано с их влиянием на

внутриклеточные процессы окисления и об-

разования белка. Усиление энергетических

188

процессов под влиянием тиреоидных гормо-

нов является причиной исхудания, обычно

возникающего при гипертиреозе. При введе-

нии животным гормонов щитовидной желе-

зы происходит значительное повышение ос-

новного обмена веществ. Так, если ввести

собаке 1 мг тироксина, то суточный расход

энергии увеличивается примерно на 1000 ккал.

5. Влияние на деятельность органов. Ти-

роксин увеличивает частоту сердечных со-

кращений, дыхательных движений, повыша-

ет потоотделение. Кроме того, тироксин сни-

жает способность крови к свертыванию и по-

вышает ее фибринолитическую активность.

Это связано с тем, что гормон уменьшает об-

разование в печени, почках, легких и сердце

факторов, принимающих участие в процессе

свертывания крови, и увеличивает синтез

антикоагулянтов, а также веществ, повыша-

ющих фибринолитические свойства крови.

Тироксин угнетает функциональные свойст-

ва тромбоцитов — их адгезивную и агрегаци-

онную способность, что обусловлено измене-

нием в них метаболизма простагландинов и

циклических нуклеотидов.

При недостаточности функции щитовид-

ной железы (гипотиреоз) в детском возрасте

возникает кретинизм. При недостаточной

функции щитовидной железы может возник-

нуть и другое патологическое состояние, ко-

торое получило название «микседема» (тер-

мин греческого происхождения — слизистый

отек).

Заболевание редкое, встречается пре-

имущественно в детском возрасте, у стари-

ков,

а также у женщин в климактерическом

периоде. При повышении функциональной

активности щитовидной железы (гипертире-

оз) возникает патология — тиреотоксикоз

(базедова болезнь). В некоторых местностях

в воде отмечается недостаток йода. Это при-

водит к снижению функции щитовидной же-

лезы со значительным компенсаторным раз-

растанием ее ткани, образующим так назы-

ваемый зоб. Заболевание, возникающее при

этом, получило название эндемического зоба.

10.6.3.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

ТИРЕОКАЛЬЦИТОНИНА

Гормон образуется парафолликулярными

клетками щитовидной железы, которые рас-

положены вне ее железистых фолликулов.

Под влиянием тиреокальцитонина снижается

уровень кальция и фосфатов в крови (схема

10.1).

Понижение концентрации кальция в

крови под влиянием кальцитонина происхо-

Схема 10.1. Физиологическая роль

и регуляция секреции тиреокальцитонина

р-Адрено-

рецепторы

а-Адрено-

рецепторы

Парафолликулярные клетки

щитовидной железы

Тиреокальцитонин

Тормозит

функцию

остеокластов

Повышает

функцию

остеокластов

Блокирует

выход

Са

кровь

из

костной ткани

Канальцы

почек

Усиливает

поступление

Са

из

крови

костную ткань

Снижает

реабсорбцию

Са

Гипокальциемия

(менее

2,25

ммоль/л)

Гиперкальциемия

(более

2,75

ммоль/л)

Сплошные линии — активирующие, пунктир-

ные

—

тормозные влияния.

дит потому, что он тормозит выведение

ионов кальция из костной ткани и увеличи-

вает его отложение в ней. Тиреокальцитонин

угнетает функцию остеокластов, разрушаю-

щих костную ткань, и активирует функцию

остеобластов, принимающих участие в обра-

зовании новой костной ткани. Уменьшение

содержания ионов кальция и фосфата в

крови после введения тиреокальцитонина

обусловлено снижением канальцевой реаб-

сорбции ионов кальция и фосфата в почке,

что увеличивает выделение их с мочой. Тире-

окальцитонин активирует кальциевый насос

клеточной мембраны, что способствует выхо-

ду ионов кальция из клетки. Кроме того, гор-

мон прямым или косвенным образом стиму-

лирует поглощение ионов кальция органел-

лами клеток. За счет этих двух процессов

происходит снижение концентрации ионов

кальция в цитоплазме клеток.

Ключевую роль в регуляции секреции ти-

реокальцитонина играет уровень ионов цир-

кулирующего кальция: повышение его кон-

центрации быстро приводит к дегрануляции

парафолликулярных клеток, появлению в

них экзоцитоза, что сопровождается повыше-

нием содержания тиреокальцитонина в

крови (см. схему 10.1). Активная секреция

189

тиреокальцитонина в ответ на гиперкальцие-

мию способствует поддержанию концентра-

ции ионов кальция в крови на определенном

уровне (2,25—2,75 ммоль/л, или 9—11 мг%).

Способствуют секреции тиреокальцитонина

некоторые биологически активные вещест-

ва — гастрин, глюкагон, холецистокинин. Ак-

тивация бета-адренорецепторов повышает, а

альфа-адренорецепторов — угнетает секре-

цию тиреокальцитонина.

10.7.

ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Паращитовидные железы расположены на

поверхности или погружены внутрь щито-

видной железы. Паращитовидные железы хо-

рошо снабжаются кровью. Они имеют как

симпатическую (от шейных ганглиев), так и

парасимпатическую (блуждающий нерв) ин-

нервацию. Паращитовидные железы выраба-

тывают гормон, который получил название

паратгормон (паратирин). Паратгормон вы-

деляется в кровь в виде прогормона, превра-

щение которого в гормон происходит в ком-

плексе Гольджи клеток органов-мишеней в

течение 15—30 мин.

Паратгормон наряду с кальцитонином ре-

гулирует обмен кальция в организме и под-

держивает постоянство его уровня в крови.

При усилении деятельности паращитовид-

ных желез (гиперпаратиреоз) наблюдается

повышение концентрации кальция в крови.

Наоборот, при недостаточности паращито-

видных желез (гипопаратиреоз) происходит

значительное снижение уровня кальция в

крови. Известно, что костная ткань скелета

является главным депо кальция в организме,

поэтому имеется определенная зависимость

между уровнем кальция в крови и содержа-

нием его в костной ткани. Под влиянием

паратгормона наблюдается усиление актив-

ности остеокластов, что приводит к высво-

бождению ионов кальция и фосфата из ми-

нерального вещества, образующего кость

(гидроксиапатита) и поступлению их в кровь

(схема 10.2). Паратгормон также активирует

связанный с мембраной костных клеток

фермент аденилатциклазу и за счет этого

увеличивает поступление ионов кальция в

кровоток. Кроме того, он усиливает реаб-

сорбцию ионов кальция в почке, способст-

вуя,

таким образом, повышению уровня

кальция в крови. Влияя на обмен кальция,

паратгормон одновременно воздействует на

обмен фосфора в организме: уменьшает об-

ратное всасывание фосфатов в дистальных

канальцах почек, что приводит к большему

выделению с мочой и понижению их кон-

центрации в крови.

Схема 10.2. Физиологическая роль и регуляция секреции паратирина

Усиление

активности

остеокластов

Снижение

активности

остеокластов

Усиление

выхода Са

в кровь

из

костной ткани

Канальцы

почек

Уменьшение

поступления Са

из крови

костную ткань

Ворсинки

слизистой

тонкой кишки

Усиление

реабсорбции Са

Усиление

всасывания

Са

в кровь

Гиперкальциемия

(более

2,75

ммоль/л)

Гипокальциемия

(менее

2,25

ммоль/л)

190