Железы внутренней секреции - эндокринология

Глава I
ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ. ГОРМОНЫ. МЕХАНИЗМ ИХ ДЕЙСТВИЯ. РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИИ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

Железы внутренней секреции представляют собой специализированные органы, имеющие железистое строение. В отличие от желез внешней секреции они не имеют выводных протоков и выделяют продуцируемые гормоны непосредственно в кровь или лимфу. Эндокринная система регулирует работу органов, обменные процессы, а также поддерживает состояние равновесия (гомеостаз) в организме.
Названия желез внутренней секреции и продуцируемых ими гормонов, а также химическая природа последних представлены в табл. 1.
Комиссия по биохимической номенклатуре Международного общества чистой и прикладной химии и Международного биохимического общества (1974) рекомендует следующие названия гипофизарных и других пептидных гормонов.

Гипоталамус

Деятельность гипофиза находится под контролем гипоталамуса. В регуляции тропных гормонов гипофиза участвуют в основном две зоны гипоталамуса — передний гипоталамус и область медиально-базального гипоталамуса, которую называют гипофизотропной.
Передний гипоталамус включает супраоптические, паравентрикулярные, передние гипоталамические, перивентрикулярные, супрахиазматические и другие ядра. В нейросекреторных клетках супраоптических ядер образуется преимущественно вазопрессин, а в клетках паравентрикулярных ядер — окситоцин. Эти гормоны называют нейрогормонами. Основная их часть поступает в нейрогипофиз и находится в связанной форме с белком — нейрофизином. Область медиальнобазального гипоталамуса объединяет вентромедиальные, перивентрикулярные, аркуатные ядра и ретрохиазматическую область. Гипофизотропная область гипоталамуса регулирует секрецию всех гормонов передней доли гипофиза. Последний вырабатывает рилизинг-факторы (рилизинг-гормоны), стимулирующие или ингибирующие освобождение гипофизарных гормонов (табл. 2).

Таблица 2. Гипоталамические факторы (гормоны), активирующие или угнетающие выделение тройных гормонов гипофиза (по рекомендации Комиссии по биохимической номенклатуре Международного общества чистой и прикладной химии и Международного биохимического общества, 1974)

В отличие от других гормонов рилизинг-гормоны передаются из гипоталамуса в аденогипофиз по специальной воротной системе сосудов и оказывают действие на его секреторные клетки. Синтез и выделение рилизинг-гормонов находятся под контролем области переднего гипоталамуса, особенно его преоптических и супрахиазматических отделов. Установлено, что в регуляции эндокринных функций принимают также участие и внегипоталамические области. В частности, большое значение придают лимбической системе. Последняя включает гиппокамп (часть палеокортекса), миндалевидный (амигдолоидный) комплекс, лимбическую область среднего мозга и перегородку (подкорковые структуры). Лимбическая система связана с преоптической областью гипоталамуса и областью медиально-базального гипоталамуса. Отмечено, что миндалевидный комплекс и эпифиз тормозят секрецию гонадотропин-рилизинг-гормона гипоталамусом и лютеинизирующего гормона (ЛГ) гипофизом.
Железы внутренней секреции разделяют на две группы: железы со смешанной функцией, осуществляющие внутреннюю и внешнюю секрецию (половые железы, поджелудочная железа), и железы, осуществляющие только внутреннюю секрецию (гипофиз, щитовидная, околощитовидные железы, надпочечники, возможно, эпифиз). Выделяют также гипоталамо-нейрогипофизарную железу внутренней секреции. Последняя представляет собой единую морфологическую и функциональную систему, включающую супраоптические и паравентрикулярные ядра, супраоптико-гипофизарный тракт и нейрогипофиз.
Гормоны — это биологически высокоактивные вещества, образующиеся в железах внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма.
Следует подчеркнуть, что одна и та же железа внутренней секреции может продуцировать неодинаковые по своему действию гормоны. Так, например, щитовидная железа продуцирует тироксин и тирокальцитонин, поджелудочная железа — инсулин, антагонист инсулина глюкагон, а также соматостатин- надпочечники — глюкокортикоиды и минералокортикоиды и т. д. Кроме того, продукция одних и тех же гормонов может осуществляться разными эндокринными железами. Например, половые гормоны могут продуцироваться и половыми железами, и надпочечниками, соматотропин-рилизингингибирующий гормон (соматостатин) — гипоталамусом и D-клетками панкреатических островков (островков Лангерганса) и т. д.
Синтез гормонов осуществляется не только в железах внутренней секреции, но и в нейроэндокринных клетках (апудоцитах) АПУД-системы. Апудоциты, так же как и другие клетки эндокринной системы, развиваются из клеток нервного гребня. Последний представляет собой транзиторное эмбриональное образование эктодермальной природы, состоящее из клеток, способных к миграции и интенсивной диффузии. Апудоциты встречаются практически во всех жизненно важных органах и играют важную роль в поддержании гомеостаза. Примерно половина общего числа апудоцитов сосредоточена в органах пищеварения. Наряду с секрецией пептидных гормонов нейроэндокринные клетки АПУД-системы продуцируют также биогенные амины, выполняющие функцию как гормона, так и медиаторного нейроамина (дофамин, норадреналин, серотонин). Некоторые гастроинтестинальные гормоны (бомбезин, гастрин, нейротензин, ВИП, субстанция Р, энкефалин, холецистокинин, соматостатин), продуцируемые апудоцитами органов пищеварения, обнаруживают также в различных структурах мозга, нервных клетках и окончаниях периферической нервной системы. В связи с этим их относят к группе нейропептидов.
Апудоциты могут быть источником развития эндокринных опухолей (апудом) в различных органах (желудок, легкие, печень, толстый кишечник и др.) с возникновением целого ряда эндокринных синдромов (синдром Кушинга, Золлингера — Эллисона, Вернера — Моррисона и др.).
Помимо гормонов, существуют другие биологически активные вещества, вырабатываемые вне клеток эндокринной системы. Среди них выделяют гистамин, ацетилхолин, простагландины — ненасыщенные жирные кислоты с молекулярной цепью, содержащей 20 атомов углерода, и др. Простагландины образуются практически во всех тканях организма и передают тканям «поручения» гормонов. Эти биологически активные вещества оказывают регулирующее действие на фундаментальные процессы биохимических превращений во всех органах человека. В сутки синтезируется примерно 1 мг простагландинов. Близкими к простагландинам биологически активными веществами являются тромбоксаны и простациклины. Тромбоксаны синтезируются в тромбоцитах. Вызывая их необратимую агрегащио, они способствуют образованию тромбов на фоне сокращения артерий. Простациклины образуются в микросомах стенки артерий. Они предотвращают агрегацию тромбоцитов, т. е. возникновение тромбов, и вызывают расширение артерий.
По химическому строению гормоны разделяют на 4 группы: белково-пептидные, гликопротеидные, аминокислотные и стероидные (в основе их молекулы лежит циклопентанопергидрофенантреновое кольцо).
По физическому действию гормоны делят на пусковые и гормоны-исполнители. К пусковым гормонам (активаторы деятельности других желез) относятся нейрогормоны гипоталамуса и тропные гормоны гипофиза. Гормоны-исполнители в отличие от пусковых оказывают непосредственное действие на некоторые основные функции организма: рост, обмен веществ, размножение, адаптацию, деятельность и тонус нервной системы.
В эндокринных железах до выделения из организма гормоны проходят несколько стадий: образования, накопления, высвобождения, транспортировки, осуществления биологического действия, инактивации.
После образования в эндокринных железах гормоны по мере необходимости поступают в кровь, что зависит в определенной степени от времени суток и возраста человека. Так, максимальное выделение в кровь гормонов щитовидной железы и кортикостероидов отмечается в утренние, а минимальное — в вечерние часы. Максимальное выделение гонадотропных гормонов гипофиза наблюдается в ночное время, половых гормонов — в ранние утренние часы, а снижение их выделения — к вечеру и т. д.
Большая часть гормонов связывается в крови с белками плазмы, выполняющими транспортную функцию, и теряет биологическую активность. Минимальное количество гормонов циркулирует в крови в свободном (биологически активном) состоянии.
Гормоны имеют дистантный характер действия, обладают строгой специфичностью, высокой биологической активностью, секретируемостыо и длительно сохраняющимся эффектом. Дистантный характер действия гормонов заключается в том, что точки приложения их действия располагаются обычно далеко от места образования гормона в эндокринных железах. Строгая специфичность действия гормонов проявляется в том,   органов и тканей на определенный гормон не могут быть вызваны другими (неспецифичными для этих органов и тканей) гормонами.
Гормоны оказывают свое физиологическое действие в чрезвычайно малых дозах. Например, 1 г адреналина может активировать работу 100 млн. изолированных сердец, a1 r эстрадиола вызывает течку у 10 млн. неполовозрелых мышей. Эффективность биологического действия гормонов обусловлена, с одной стороны, их концентрацией в крови, а с другой — чувствительностью тканей, в которых проявляется их действие. Благодаря повышенной чувствительности тканей к действию гормонов могут развиться частичная акромегалия, гипертрихоз, односторонняя гинекомастия и т. д. Биологически активные соединения, образующиеся в железах внутренней секреции, но не поступающие в кровь, не могут называться гормонами.
Установлено четыре основных типа физиологического действия гормонов на организм:
кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность эффекторов-
метаболическое,   вызывающее   изменения   обмена   веществ-
морфогенетическое, или формативное (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса и т. д.)-
корригирующее (изменение интенсивности функций всего организма или его органов).
Механизм тканевого действия гормонов окончательно не выяснен. Существует по крайней мере 3 пути, позволяющих объяснить механизм тканевого действия гормонов:
изменение проницаемости клеточных мембран-
взаимодействие гормонов с ферментами путем образования обратимых аллостерических связей-
влияние гормонов на генетическую информацию с последующим изменением синтеза ферментов.
Установлено, что ряд гормонов (пептидные, белковые) осуществляет свое тканевое действие посредством аденилциклазного механизма (Сатерлэнд). Сущность этого механизма заключается в том, что гормон первоначально активирует фермент аденилциклазу или гуанилциклазу, находящуюся в оболочке клетки. Активированная гормоном аденилциклаза способствует переходу в цитоплазме клетки аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) во внутриклеточный медиатор — циклическое фосфорное соединение 3`,5`-аденозинмонофосфат (цАМФ). Последний активирует клеточный фермент протеинкиназу, реализующую действие гормона.
В отличие от аденилциклазного механизма первоначальным тканевым действием стероидных гормонов является их взаимодействие с внутриклеточными рецепторными белками цитоплазмы, а затем и ядра (Дженсен). Схема механизма тканевого действия стероидных гормонов может быть представлена в более развернутом виде. Гормон проникает в клетку и здесь связывается с определенным специфическим белком. Последний является рецептором для данного гормона. В виде гормон-рецепторного комплекса этот гормон проникает в ядро и вступает во взаимодействие с определенными участками ядерной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Следствием такого взаимодействия является образование особой матричной рибонуклеиновой кислоты (РНК). Последняя выходит из ядра и способствует синтезу на рибосомах белка или белка-фермента.
Предполагают, что механизм аллостерического (от греч. alios — другой, stereos — пространственный) внутриклеточного эффекта заключается в воздействии гормонов на аллостерические белки-ферменты, а именно на их аллостерические центры. Последние представляют собой структурные группировки, «чувствительные» к продуктам других, нередко отдаленных, реакций. В результате воздействия гормонов изменения, возникающие в аллостерических центрах белков-ферментов, могут передаваться на каталитические центры отдаленных от них ферментов, включая и ферменты, катализирующие начальные звенья биохимических реакций. Это в свою очередь отражается на регуляции всего внутриклеточного обмена.
Механизм тканевого действия гормонов, воздействующих на ферменты (их количество и качество) через гены, схематично можно представить следующим образом. Гормон воздействует на ген. Последний находится в ядре клетки и представляет собой определенный участок цепи молекулы (ДНК). Гормоны изменяют интенсивность синтеза или активность ферментов. Последние реализуют действие гормонов на клетку.
После осуществления тканевого действия гормоны либо инактивируются, либо выделяются с мочой в неизмененном виде. Инактивация гормонов происходит в основном в печени путем связывания с глюкуроновой или серной кислотой либо в результате воздействия ферментов.
Регуляция деятельности желез внутренней секреции осуществляется корой головного мозга через образования лимбической системы (гиппокамп, миндалевидный комплекс и др.) и гипоталамо-гипофизарную систему.
Одним из путей регуляции функции эндокринных желез является система обратной связи («плюс — минус» или «минус — плюс» взаимодействия) периферической железы внутренней секреции и тропной функции передней доли гипофиза. Система обратной связи состоит в том, что при увеличении уровня периферического гормона происходит торможение секреции тройного гормона и наоборот. Система обратной связи предусматривает также опосредованное влияние периферического гормона на тропную функцию передней доли гипофиза через гипоталамус или высшие отделы ЦНС с последующим воздействием на гипоталамус, переднюю долю гипофиза и периферическую эндокринную Железу (Б. В. Алешин).

Гипоталамус может осуществлять регуляцию периферических эндокринных желез и парагипофизарно (помимо гипофиза) — непосредственно по вегетативно-нервным путям. В этом случае связь гипоталамуса с различными органами реализуется через медиаторы. Последние образуются при раздражении симпатического и блуждающего нервов, иннервирующих железы внутренней секреции и внутренние органы. При раздражении блуждающего нерва (холинергических нейронов) выделяются вещества, оказывающие парасимпатическое действие (ацетилхолин). Раздражение симпатического нерва (адренергических нейронов) приводит к образованию веществ симпатомиметического действия (симпатии — смесь адреналина и норадреналина). В отличие от действия гормонов, для которых характерны дистантность, генерализованность (распространенность) и пролонгированность, медиаторы действуют более локально и ограниченно по времени.
Нарушение гормонообразовательной деятельности эндокринных желез (изменение скорости секреции тропных гормонов, повышение или понижение функции периферических эндокринных желез и т. д., а также уменьшение количества рецепторов или изменение их чувствительности к данному гормону) приводит в конечном итоге к развитию эндокринных заболеваний. Примером зависимости действия гормонов от рецепторов может служить синдром тестикулярной феминизации. В результате отсутствия достаточного количества рецепторов к тестостерону присутствующие в организме эстрогены проявляют свое действие и у лиц с мужским кариотипом 46XY развиваются вторичные женские половые признаки (женский фенотип).
Нарушение гормонообразовательной деятельности периферических эндокринных желез может быть первичным (первичный деструктивный процесс, или первичная гиперфункция самой железы) или вторичным (изменение скорости секреции тропных гормонов, вызывающее усиление или уменьшение функции соответствующих эндокринных желез).
Функция эндокринных желез тесно связана с деятельностью не только нервной системы, но и внутренних органов, органов чувств, половой сферы и т. д. При поражении эндокринных желез возникают изменения и в органах и системах организма. Это дает основание рассматривать любое эндокринное заболевание как болезнь всего организма.