Работа № 2. Методы изучения функций эндокринных желез.

Цель занятия: Изучить методы используемые в эндокринологии.

И.П. Павлов говорил: «Цель синтеза – оценки значение каждого органа с его истинной и жизненной стороны, указать его место и соответствующую ему меру». Неразрывное сочетание анализа и синтеза – один из основных принципов Павловских исследований – изучение жизненных процессов в целостном организме при его разнообразных взаимоотношениях с окружающей средой.

Одним из наиболее старых методов является метод экстирпации – оперативного удаления той или иной эндокринной железы с последующим изучением изменений, которые произойдут в организме в результате такой операции. У мелких животных успешно применяют выжигание или электрокоагуляцию эндокринных желез.

Вместо хирургического удаления можно выключить функцию эндокринных желез химическими веществами – ингибиторами. Например, аллоксан избирательно включает β-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин. Выделение в кровь гормонов щитовидной железы – тироксина и трийодтеранина - блокируется метилтиоурацилом, тиомочевинной и некоторыми другими соединениями.

Метод трансплантации – пересадка эндокринных желез. Если после полного удаления эндокринной железы в организме развиваются характерные изменения и расстройства, то обычно после обратной ее трансплантации, даже в другую часть тела, эти расстройства пропадают. Пересадка органа, взятого у того же самого животного, называется аутотрансплантацией. Если пересаживают железу другого животного того же вида, это будет гомотрансплантация. Пересадка железы, взятой у животного другого вида, носит название гетеротрансплантацией. Лучшие результаты получаются при аутотрансплантации. Гомотрансплантация не всегда ведет к приживлению органов, и часто через некоторое время они рассасываются. При гетеротрансплантации эндокринные железы, как правило, отторгаются. Приживление происходит легче, если соответствующая эндокринная железа реципиента не функционирует или была предварительно удалена. Так, пересадка половых желез легче удается кастратам, гипофиза – животным с удаленным гипофизом и т.д.

Применяют также введение экстрактов эндокринных желе и препаратов гормонов. Для получения экстрактов ткань железы измельчают, растирают и экстрагируют различными растворителями. Но экстракты содержат и другие физиологически активные вещества, поэтому более четкие результаты получаются лишь при введении в организм подопытных животных препаратов гормонов. В настоящее время большинство гормонов млекопитающих животных и человека получено в очищенном виде, многие из них синтезируют на предприятиях фармацевтической промышленности

Предложены химические и биологические методы определения содержания гормонов в крови, притекающей к эндокринной железе и оттекающей от нее, но так как количество гормонов, циркулирующих в крови, незначительное, то применение химических методик затруднительно. Активность гормона обычно выражают в биологических единицах действия, условно принимая за биологическую единицу такую дозу гормона, которая вызывает определенный физиологический эффект. В зависимости от того на животных, какого вида проводят определение, различают мышиные, крысиные, кроличьи и другие единицы.

Химический синтез гормонов является очень важным для изучения функций эндокринных желез. Если какой-нибудь гормон получен в чистом виде и в достаточно больших количествах, его изучение сразу же ускоряется. Гормон становится возможным вводить животным разных видов в кровь, желудочки мозга, втирать в кожу и т. д. Им можно обрабатывать суспензии клеток и субклеточные частицы - ядра, митохондрии, рибосомы. Все это в какой-то мере дает возможность ответить на вопрос, как действует данный гормон.

Синтетическим путем получают гормоны: вазопрессин и окситоцин, кортизон и кортизол, адреналин и норадреналин, половые гормоны и инсулин.

Парабиоз - создание общего кровообращения также используют при изучении функций желез внутренней секреции. Для этого хирургическим путем соединяют кровеносные сосуды двух или большего числа животных одного и того же вида. Интересные наблюдения проведены на сросшихся близнецах, имеющих раздельную нервную систему, но общее кровообращение.

Метод радиоактивных изотопов позволяет установить процесс биологического синтеза гормонов в железах внутренней секреции, их распределение, а в разных органах и тканях, химические превращения и пути выделения из организма. Особенно широкое применение получил метод радиоактивных изотопов при изучении функций щитовидной железы. Путем введения радиоактивного йода (J¹³¹), большая часть которого из крови задерживается щитовидной железой, можно количественно изучить все ступени синтеза и секреции ее гормонов и выяснить, в течение какого времени они происходят. Животному или человеку дают выпить воду или молоко с радиоактивным йодом в форме йодистого натрия и через различные интервалы времени определяют количество радиоактивного йода в щитовидной железе, плазме крови и моче.

Клинические наблюдения за больными с нарушением функций желез внутренней секреции, последствия их гипо - или гиперфункции, результаты патологоанатомического вскрытия после смерти дали возможность накопить огромный материал относительно роли различных эндокринных желез в организме.

К новейшим способам исследования относится метод флюоресцирующих антител. Получают антитела, специфичные в отношении какого-либо гормона белковой природы, соединяют их с флюоресцирующим веществом и такими флюоресцирующий антителами обрабатывают срезы эндокринных органов, содержащих гормон антиген. Поскольку происходит образование флюоресцирующего комплекса антиген-антитело в флюоресцентный микроскоп можно видеть распределение гормона в ткани. Этим методом удалось установить, что инсулин образуется в β-клетках островковой ткани поджелудочной железы, так как лишь в них обнаруживаются флюоресцирующие антитела.

Перспективным является и метод радиоавтографии - введение животному гормона, молекулы которого содержат радиоактивные атомы. Через определенный промежуток времени у животного берут кусочки ткани и готовят срезы. Эти срезы помещают в фотографическую эмульсию, чувствительную к радиоактивному излучению. При проявлении участки пленки, подвергшиеся облучению, чернеют, что позволяет судить о локализации гормона.

С помощью этой методики установлено, что гормоны, выделяемые задней долей гипофиза, - окситоцин и вазопрессин - образуются в нейронах гипоталамуса и по аксонам перемещаются в гипофиз.

Задание: Ознакомится с методами изучения функций ЖВС, обобщить собранный материал (А.Н. Голиков, 1991; В.Г. Скопичев, 2003; К.А. Сидорова и др., 2007).

Контрольные вопросы:

1. Перечислите методы изучения функций желез внутренней секреции.

2. Какие преимущества для организма создает синтез гормонов в виде прогормонов и препрогормонов.