Каскадный эффект эндокринной регуляции

Принцип действия системы эндокринной регуляции во многих случаях приводит к появлению так называемого каскадного эф­фекта: единичные молекулы гормонов, выделяемых на высшем уровне регуляторной пирамиды, приводят к выбросу значитель­ных количеств молекул гормонов периферическими звеньями. Если же результатом действия всей управленческой вертикали должно стать выделение в кровь какого-либо вещества (например, глюко­зы), то эффективность каскада проявляется еще более наглядно, рассмотрим каскадный эффект на примере управления отложе­нием гликогена в клетках печени. Гипоталамус выделяет ничтож­ное количество кортиколиберина, в ответ на который аденогипо­физ выбрасывает в кровь в 10 раз большее количество АКТГ. Достигнув коры надпочечников, этот гормон стимулирует выра­ботку кортикостероидов в значительно больших количествах, а на внутриклеточном этапе метаболической регуляции коэффици­ент усиления достигает колоссальных размеров (табл. 14). Суще­ствование каскадного эффекта делает механизмы эндокринной ре­гуляции во многих случаях весьма эффективными.

Таблица 14

Каскадный эффект эндокринной регуляции синтеза гликогена в печени

Орган	Синтезируемое вещество	Количество вещества, мкг
Гипоталамус	Кортиколиберин	0,1
Аденогипофиз	Кортикотропин (АКТГ)
Кора надпочечников	Кортикостероид
Печень	Гликоген

Важнейшие железы внутренней секреции

Познакомимся с устройством и функцией важнейших желез внутренней секреции и ролью их гормонов в организме человека (рис.71).

Гипофиз — небольшой овальный непарный орган, расположен­ный у основания мозга в углублении турецкого седла основания черепа. Масса гипофиза у новорожденного составляет 0,1—0,15 г, к возрасту 10 лет она удваивается, а у взрослых превышает 0,5 г. Гипофиз состоит как бы из трех разных желез, различающихся Морфологически и по характеру продуцируемых гормонов. Согласно Международной анатомической номенклатуре, переднюю долю гипофиза называют аденогипофизом, а заднюю — нейрогипофизом.

Передняя доля гипофиза (аденогипофиз) чувствительна к гипоталамическим рилизинг-факторам. Здесь вырабатываются тропныее гормоны: тиреотропный — регулирующий активность щитовидной железы; адренокортикотропный (АКТГ) — управляющий корковым слоем надпочечников; гонадотропные (фолликулости

Шишковидная железа (эпифиз) Гипофиз

Щитовидная железа

Около­щитовидная железа

Вилочковая железа

Надпочечники

Яичники (у девочек)

Семенникиики (у мальчиков)

Поджелудочная железа

Рис. 71. Схема расположения эндокринных желез

мулирующий и лютеинизирующий) — определяющие активность половых желез. Здесь же, в передней доле гипофиза, вырабатыва­ются два гормона прямого действия: гормон роста (соматотропин), регулирующий процессы роста костей в длину и процессы накопления жировой и мышечной массы, и пролактин, оказыва­ющий стимулирующее воздействие на молочные железы и на го­нады.

Физиологическое значение гормона роста будет обсуждено позже. Что касается пролактина, то основной мишенью для этого гормона служат млечные железы. Благодаря пролактину осуществляется выработка молока женскими молочными железами после родов. Механическое раздражение сосков кормящей женшины передается через многоступенчатую цепочку нервных волокон в гипоталамус, который выделяет пролактин-рилизинг-факторьь стимулирующие секрецию гормона гипофизом. Интересно, что в большинстве тканей человека обнаружены рецепторы пролактина, однако для чего они и как на эти органы действует данный гормон пока не известно.

есть еще маленькая промежуточная доля гипофиза, которая вырабатывает гормон меланотропин,

от него зависит окраска кожного покрова. Как известно, цвет кожи определяется содержанием и расположением в кожных клетках пигмента меланина. Под влиянием меланотропина зернышки пигмента распределяются по сему объему кожных клеток, в результате чего кожа такого участка приобретает смуглый оттенок. Так называемые пигментные пятна беременности и усиленная пигментация кожи стариков — при­знаки гиперфункции промежуточной доли гипофиза.

Задняя доля гипофиза работает как периферическая железа (хотя и под контролем гипоталамуса) и секретирует два гормона, кото­рые являются гормонами прямого действия. Это окситоцин и ва-зопрессин (другое название — антидиуретический гормон, или АДГ). Функция окситоцина сравнительно проста: он стимулирует гладкую мускулатуру матки при родах и выделение молока из мо­лочных желез у женщин. Роль, которую играет этот гормон у муж­чин, не выяснена.

Вазопрессин (он же АДГ) участвует в регуляции выделитель­ной функции: под его влиянием усиливается обратное всасыва­ние воды из первичной мочи. При патологическом уменьшении количества АДГ в крови возникает так называемый несахарный диабет, человек теряет огромное количество воды (10—20 л), что может привести к обезвоживанию организма. Вместе с гормонами коры надпочечников АДГ участвует в регуляции солевого состава крови, т.е. обеспечивает водно-солевой гомеостаз организма.

Надпочечники — парный конусовидный орган, располагаю­щийся над почками на небольших жировых подушках. Масса каж­дого надпочечника у новорожденного составляет 2,5—3 г, у взрос­лого человека — 6—7 г. Каждый надпочечник представляет собой Две совершенно различные железы, неодинаковые по строению и Функции. Как на продольном, так и на поперечном срезе надпо­чечника отчетливо выделяются два слоя — корковый (наружный) и мозговой (внутренний).

Мозговое вещество надпочечников вырабатывает адреналин и норадреналин — вещества из группы катехоламинов, управляю­щие тонусом кровеносных сосудов и мобилизацией углеводов. Эти гормоны относятся к разряду быстродействующих, почти мгновенно реагирующих на острый запрос со стороны нервной системы. Такая быстрая реакция возможна потому, что синтезированные заранее молекулы гормонов хранятся в мозговом слое надпочечников в виде гранул, которые легко освобождаются и выводятся в венозный кровоток при первой же потребности. Адреналин ускоряет и усиливает сокращения сердца, учащает дыхание, расширяет бронхи, стимулирует распад гликогена и выход глюкозы кровь из печени, усиливает сокращения скелетной мускулатуры кратковременно снимает их утомление, и т. п. Норадреналин кроме того, резко активирует теплопродукцию в мышцах, печени, жировой ткани. Все эти физиологические эффекты направлены на одно: обеспечить организму немедленную мобилизацию всех ресурсов для осуществления интенсивной мышечной деятельности и терморегуляции. Такая потребность возникает у организма в условиях острого стресса, в экстремальных ситуациях, в условиях резкого переохлаждения. Мозговое вещество надпочечников построено из клеток, тесно связанных происхождением и регуляцией с симпатической нервной системой. Поэтому во всех случаях когда обстоятельства требуют от человека экстренной мобилиза­ции, резко активируется синтез адреналина, а накопленный за­ранее гормон выбрасывается в кровяное русло.

Корковое вещество надпочечников вырабатывает около 40 раз­личных стероидных гормонов, которые обобщенно называют кортикостероидами. Они подразделяются на три группы:

1. Глюкокортикоиды — гормоны, регулирующие обмен углево­дов. К ним относятся гидрокортизон, кортизон и кортикостерон. Еще эти гормоны иногда называют противовоспалительными, по­скольку они подавляют образование иммунных тел и снижают повышенную чувствительность организма к некоторым веществам.

2. Минералокортикоиды регулируют минеральный и водный обмен. Одним из гормонов этой группы является альдостерон.

3. Андрогены и эстрогены — аналоги мужских и женских поло­вых гормонов. Эти гормоны вырабатываются в надпочечниках в сравнительно небольших количествах и менее активны, чем гор­моны собственно половых желез.

Работа коркового слоя надпочечников управляется гормоном АКТГ, вырабатываемым передним отделом гипофиза. Система гипоталамус—гипофиз—кора надпочечников играет решающую роль в процессах долговременной адаптации организма к любым факторам внешней среды.

Щитовидная железа расположена впереди гортани в виде пары долей, каждая из которых имеет листообразную форму, а вместе они срослись в верхней части в форме перешейка. Масса щито­видной железы новорожденного составляет 1 г, к 10 годам увели­чивается примерно до 10 г, а у взрослого достигает 15—18 г. Гор­мон щитовидной железы тироксин представляет собой соединение йода с аминокислотами. Тироксин — мощный стимулятор обмен­ных процессов в организме. Под его влиянием значительно уско­ряется обмен белков, жиров, углеводов, активируется митохондриальное окисление, что приводит к возрастанию потребления кислорода. Благодаря этим свойствам тироксин стимулирует ЦНС. Недостаток гормона способен привести к тяжелым расстройствам

психики, вплоть до резкого отставания в умственном и психическом развитии (кретинизм). Обычно это сочетается со столь же значительным отставанием физического развития и полового созревания. Раннее выявление гипофункции щитовидной железы и адекватное лечение производят значительный эффект.

Увеличение щитовидной железы может быть признаком недостатка йода в рационе (так называемый зоб).Причина может заключаться в недостатке йода в пище и воде (эндемический зоб —болезнь, типичная для жителей некоторых районов, особенно
горных) — тогда йод вводят дополнительно в поваренную соль или рекомендуют активное употребление морских водорослей, богатых йодом. В последние десятилетия большое количество на­рушений функции щитовидной железы выявлены в связи с ухуд­шением экологической, в том числе радиационной обстановки.В зонах, подвергшихся воздействию чернобыльского следа, а так­
же в некоторых районах Урала и Поволжья большое число детей, особенно в период полового созревания, страдает от гипофунк­ции щитовидной железы радиогенной природы. Своевременное
лечение, в том числе экзогенными гормонами, а также массиро­ванное введение йодистого калия во многих случаях помогает при этом заболевании.

Тироксиновая активность щитовидной железы контролируется тиреотропным гормоном передней доли гипофиза. В свою очередь, повышенное содержание в крови тироксина оказывает тормозя­щее действие на секреторные клетки аденогипофиза, и уровень тиреотропного гормона тем самым снижается. Так замыкается один из контуров обратной связи, обеспечивающей саморегуляцию активности эндокринной системы.

Наряду с тироксином, щитовидная железа вырабатывает также Другой гормон, обеспечивающий усвоение кальция костной тка­нью, — калъцитонин. Роль этого гормона особенно велика в период онтогенеза, что связано с усиленным ростом скелета. К старости активность щитовидной железы по производству кальцитонина снижается, и это является одним из факторов повышения хруп­кости костей у стариков. Синтез кальцитонина не регулируется гипоталамо-гипофизарной системой, а зависит только от соотношения концентраций кальцитонина и ионов кальция в крови, а также от активности околощитовидных желез.

Околощитовидные, или паращитовидные, железы. Обычно их бывает 4 и расположены они латерально, непосредственно соприкасаясь со щитовидной железой. Это маленькие (около 0,13 г у взрослого) округлые образования. Вырабатываемый этими железами секрет содержит противоположный по своей физиологиче­ской роли кальцитонину паратгормон — под его воздействием содержание кальция в крови возрастает. Кальций не только составляет минеральную основу кости, он также совершенно необходим мышцам для нормального сокращения и расслабления. Его недостаток в крови приводит к судорогам. Баланс активности синтеза
кальцитонина щитовидной железой и паратгормона околощитовидными железами — важнейшее условие нормального обмена кальция в организме и поддержания на требуемом уровне мине
рального состава костей.

Поджелудочная железа имеет продолговатую форму и расположена на задней брюшной стенке позади желудка в непосредственной близости от двенадцатиперстной кишки, куда открываются ее протоки для выведения в кишечник пищеварительных ферментов, синтезируемых железой. Масса железы у новорожденного составляет 2—3 г, к подростковому возрасту она увеличивается при­мерно в 10 раз, а у взрослого достигает 80—100 г. Микроскопическое исследование показывает, что ткань поджелудочной железы со­стоит из клеток двух типов — экзокринных ацинозных, выраба­тывающих пищеварительные ферменты, поступающие в двенад­цатиперстную кишку, и трех видов эндокринных клеток островков Лангерганса, вырабатывающих гормоны глюкагон (клетки типа альфа, 25 %), инсулин (клетки типа бета, 60 %) и соматостатин (клетки типа дельта, 15%). Доля эндокринных клеток у новорож­денного составляет примерно 3,5 % от общей массы железы, у взрослого даже еще меньше.

Инсулин (от лат. Insula — островок) — это крупная белковая молекула, в состав которой входит свыше 50 аминокислот. Инсу­лин, вырабатываемый поджелудочной железой разных животных, имеет одинаковое биологическое действие, которое заключается в снижении содержания углеводов в крови за счет их активного поглощения всеми клетками тела, особенно печенью и мышца­ми, где из глюкозы синтезируется гликоген. Глюкоза — важней­ший субстрат для питания нервной ткани, поэтому поддержание уровня глюкозы в крови на постоянном уровне — одна из цент­ральных задач механизмов гомеостаза. После приема пищи содер­жание сахара в крови резко возрастает, и в ответ увеличивается уровень инсулина. Под его действием молекулы углеводов активно поглощаются печенью и мышцами, в результате содержание глю­козы в крови быстро (в течение примерно 2 ч) нормализуется, а вслед за этим нормализуется и уровень инсулина. В промежутках между приемами пищи уровень инсулина в крови низок, и это позволяет глюкозе свободно выходить из клеток печени, в кото­рых углевод хранится в виде гликогена, и принимать участие в питании мозга и других нуждающихся в пищевых веществах тка ней. Следует отметить, что поглощение глюкозы нервной ткань не зависит от уровня инсулина, зато уровень глюкозы в крови существенно влияет на качество питания мозга. Если глюкозы крови становится меньше 0,5—0,2 г/л, это может привести к погликемическому шоку с помутнением сознания или даже комой.

Такое состояние иногда наблюдается при гиперфункции поджелудочной железы, которая может быть вызвана патологическими процессами (например, опухолью) или нарушением эндокринного баланса в критические периоды развития (у подростков в период полового созревания). Сходные явления бывают также след­ствием длительной напряженной мышечной нагрузки.

Более известно другое заболевание — сахарный диабет, — связаное с недостаточной секрецией инсулина. В этом случае глю­коза не усваивается клетками тела из-за нехватки в крови гормона, а избыток сахара выделяется с мочой, с чем и связано на­звание этого заболевания. В тяжелых случаях у больных может наступить диабетическая кома. Наряду с диетой важнейшим спо­собом лечения сахарного диабета является регулярное введение экзогенного гормона инсулина, который раньше добывали из поджелудочной железы крупного рогатого скота, а теперь в боль­ших количествах синтезируют химическим путем на фармацев­тических фабриках.

Данных о возрастных особенностях секреции инсулина у де­тей крайне мало. Однако известно, что толерантность (устойчи­вость) к глюкозной нагрузке у детей до 10 лет выше, а усвоение пищевой глюкозы происходит существенно быстрее, чем у взрос­лых (это объясняет, почему дети так любят сладкое и потребля­ют его в больших количествах без опасности для своего здоро­вья). К старости этот процесс еще больше замедляется, что сви­детельствует о снижении инсулярной активности поджелудочной железы. Об этом же говорит и тот факт, что диабет чаще всего развивается у людей после 40 лет, хотя нередки случаи и врож­денного диабета, что обычно связано с наследственной предрас­положенностью. Такие формы сахарного диабета наиболее труд­но поддаются лечению. В период от 6 до 12 лет сахарный диабет иногда развивается на фоне перенесенных острых инфекцион­ных заболеваний (корь, ветряная оспа, свинка). Отмечено, что развитию заболевания способствует переедание, в особенности избыток в пище углеводов.

Глюкагон, вырабатываемый альфа-клетками островков Лангер-ганса, представляет собой полипептид, состоящий из 29 амино­кислотных остатков. По своему физиологическому действию глю­кагон является антагонистом инсулина: стимулирует расщепление гликогена печени, обеспечивая тем самым быстрое повышение Концентрации глюкозы в крови. Действие глюкагона очень похо­де на действие адреналина: через аденилаткиназу, образование цАМФ и т.д. Основной орган-мишень для глюкагона — печень, т.е. - главное депо гликогена в организме.

Соматостатин — третий гормон поджелудочной железы — пептид, молекулы которого примерно в 2 раза мельче, чем молекулы глюкогона. Впервые этот гормон был обнаружен в гипоталамусе

он угнетает выработку гипофизом гормона роста, чем и обусловлено его название. В дальнейшем оказалось, что этот пептид вырабатывается во многих тканях организма, причем практически везде он работает как ингибитор. В островках Лангерганса он выступает как внутритканевый гормон, который не поступает в кровь, а действует на местном, периферическом уровне, угнетая секрецию как инсулина, так и глюкагона. Кроме того, он угнетает также работу желудочно-кишечного тракта и всасывание питательных веществ. Секреция соматостатина островковыми дельта-клетками возрастает при высоких концентрациях глю­козы, аминокислот и жирных кислот в крови. Таким образом соматостатин предотвращает перепроизводство инсулина при ги­пергликемии.

Половые железы у мужчин и женщин сильно различаются. Для эмбрионального развития мужских желез необходимо наличие в генетическом аппарате Y-хромосомы, а для нормального разви­тия женских желез — двух Х-хромосом. Мужские половые гормо­ны (андрогены) вырабатываются особыми клетками семенников. Женские половые гормоны (эстрогены) продуцируются яични­ками. Несмотря на существенное различие в своих физиологиче­ских свойствах, как мужские, так и женские половые гормоны относятся к стероидам и синтезируются в организме из одного и того же предшественника — холестерола, важного продукта жи­рового обмена.

Семенники мужчин — парный орган яйцевидной формы, рас­полагающийся в мошонке вне основной массы тела. Масса обоих семенников новорожденного не превышает 1 г, до возраста 10— 12 лет она остается на уровне 1,5—2 г, с началом полового созре­вания (13—14 лет) увеличивается до 15 г, а у взрослого мужчины составляет 30—40 г. Кроме семенников, к половым железам у муж­чины относится также непарная предстательная железа, которая расположена в тазе, перед прямой кишкой, и окружает шейку мочевого пузыря и уретру. По размеру предстательная железа взрос­лого мужчины примерно равна одному семеннику.

Женские яичники — это парные органы, расположенные в тазовой полости с каждой из сторон. Масса обоих яичников у но­ворожденной девочки составляет одну треть грамма, у взрослой женщины — около 10 г.

Мужские половые гормоны — тестостерон и андростерон — обусловливают развитие полового аппарата, рост половых орга­нов, развитие вторичных половых признаков: ломку и огрубение голоса, изменение телосложения, характер роста волос на лице и теле. Вместе с фолликулостимулирующим гормоном гипофиза те­стостерон активирует сперматогенез. Главная функция андрогенов в организме — стимуляция синтеза белка. Именно по этой причине мужчины, как правило, крупнее женщин и более мускулистые.

Все анаболики, используемые в медицине и спорте (злоупотребление ими в спорте недопустимо, тогда как при истощении они выполняют роль лекарства), — производные андрогенов, на чем, собственно, и основано их действие. Гиперфункция семенников в раннем возрасте ведет к ускоренному половому созреванию, росту тела и преждевременному появлению вторичных половых признаков. Поражение или удаление (кастрация) семен­ников в раннем возрасте приводит к недоразвитию половых орга­нов и вторичных половых признаков, а также к отсутствию полового влечения. В норме семенники функционируют в течение всей жизни мужчины. Хотя с возрастом секреция тестостерона снижает­ся, нормальный сперматогенез часто идет до глубокой старости.

Женские половые гормоны — эстрогены — оказывают специ­фическое влияние на развитие половых органов, выработку яй­цеклеток и их подготовку к оплодотворению, влияют на структу­ру матки и молочных желез. Истинным женским половым гормоном считается эстрадиол. Важную роль в обеспечении нормального протекания беременности играет также прогестерон — гормон, вырабатываемый желтым телом (образованием в яичнике на мес­те овулировавшей яйцеклетки). Гиперфункция яичников вызыва­ет раннее половое созревание с выраженными вторичными поло­выми признаками и ранним началом менструаций. В литературе описаны случаи созревания девочек в 4—5 лет, тогда как нор­мальный возраст наступления половой зрелости у девочек — 12— 15 лет. К старости у женщин наблюдается менопауза (прекращение менструаций), вызванная тем, что все или почти все фолликулы с содержавшимися в них яйцеклетками израсходованы. Секреция эстрадиола при этом прекращается. В результате начинают прояв­лять себя андрогены, секретируемые надпочечниками, что ведет к некоторым характерным изменениям во внешнем облике женщин после менопаузы. Несмотря на затухание секретирующей функции яичников, гипоталамус и гипофиз продолжают ритмично выра­батывать свои гормоны, нацеленные на половую сферу пожилой женщины. Это ведет к неприятным ощущениям («приливы»). Эти симптомы могут быть ослаблены за счет небольших доз эстроге­нов, которые, хотя и обладают некоторым анаболическим дей­ствием, все же в этот период могут принести значительную пользу, в том числе и в профилактике остеопороза (вымывания кальция из костей, в результате чего они становятся ломкими).

Половые гормоны в течение всей жизни оказывают сильнейшее влияние на обменные процессы, форму тела, характер жироотложения и поведение человека. Уже у плода мужского пола головной мозг приобретает специфические мужские черты под влиянием андрогенов. Если по той или иной причине воздействия андрогенов на мозг эмбриона не происходит, то он остается феминизированным. Половые гормоны действуют на гипоталамус и лимбическую структуру ЦНС, ответственную за агрессивное половое поведение. При этом между выраженностью вторичных половых признаков у мужчин, активностью их полового поведения и агрессивностью установлена прямая связь.

Гормональный статус новорожденного

Хотя большинство желез внутренней секреции начинает функционировать еще внутриутробно, первым серьезным испытанием для всей системы биологической регуляции организма является момент родов. Родовой стресс — важный пусковой механизм для многочисленных процессов адаптации организма к новым для него условиям существования. Любые нарушения и отклонения в рабо­те регуляторных нейроэндокринных систем, происшедшие в про­цессе рождения ребенка, могут оказывать серьезное влияние на состояние его здоровья в течение всей последующей жизни.

Первая — срочная — реакция нейроэндокринной системы плода в момент родов направлена на активизацию метаболизма и внеш­него дыхания, которое внутриутробно вообще не функциониро­вало. Первый вздох ребенка — важнейший критерий живорожденности, но сам по себе он является следствием сложнейших нервных, гормональных и метаболических воздействий. В пуповинной крови отмечается очень высокая концентрация катехоламинов — адреналина и норадреналина, гормонов «срочной» адап­тации. Они не только стимулируют энергетический обмен и распад в клетках жиров и полисахаридов, но и тормозят образование слизи в ткани легких, а также стимулируют дыхательный центр, распо­ложенный в стволовом отделе головного мозга. В первые часы пос­ле рождения быстро нарастает активность щитовидной железы, гормоны которой также стимулируют обменные процессы. Все эти гормональные выбросы осуществляются под контролем гипофиза и гипоталамуса. Дети, появившиеся на свет при помощи кесарева сечения и поэтому не испытавшие естественного родового стрес­са, имеют значительно более низкий уровень катехоламинов и тиреоидных гормонов в крови, что отрицательно сказывается на функции их легких в течение первых суток жизни. В результате их головной мозг страдает от некоторого недостатка кислорода, и это может в какой-то мере сказаться в последствии.

Гормональная регуляция роста

Гипоталамус выделяет два противоположно действующих гор­мона — рилизинг-фактор и соматостатин, которые направляются в аденогипофиз и регулируют выработку и выделение гормона роста. До сих пор неизвестно, что сильнее стимулирует выброс гормона роста из гипофиза — увеличение концентрации ризинг –фактора или уменьшение содержания соматостатина. Гормона роста секретируется не равномерно, а эпизодически, 3—4 раза в течение дня. Усиление секреции гормона роста происходит под влиянием голодания, тяжелой мышечной работы, а также во время глубокого сна: недаром, видимо, народная традиция утверж­дает, что дети растут по ночам. С возрастом секреция гормона роста уменьшается, но тем не менее не прекращается в течение всей жизни. Ведь у взрослого человека процессы роста продолжаются, только они уже не приводят к нарастанию массы и числа клеток, а обеспечивают замену устаревших, отработавших клеток новыми.

Выделяющийся гипофизом гормон роста производит два раз­личных воздействия на клетки организма. Первое — непосредствен­ное — действие состоит в том, что в клетках усиливается распад накопленных ранее запасов углеводов и жиров, их мобилизация для нужд энергетического и пластического обмена. Второе — опо­средованное — действие осуществляется с участием печени. В ее клетках под воздействием гормона роста вырабатываются веще­ства-посредники — соматомедины, которые уже воздействуют на все клетки тела. Под влиянием соматомединов усиливается рост костей, синтез белка и деление клеток, т.е. происходят те самые процессы, которые принято называть «ростом». При этом в про­цессах синтеза белка и клеточного деления принимают участие молекулы жирных кислот и углеводов, высвободившиеся благо­даря непосредственному действию гормона роста.

Если выработка гормона роста снижена, то ребенок не вырас­тает и становится карликом. При этом он сохраняет нормальное телосложение. Рост может также преждевременно прекратиться из-за нарушений в синтезе соматомединов (считается, что это веще­ство по генетическим причинам не вырабатывается в печени пиг­меев, имеющих во взрослом состоянии рост 7—10-летнего ребен­ка). Напротив, гиперсекреция гормона роста у детей (например, вследствие развития доброкачественной опухоли гипофиза) мо­жет привести к гигантизму. Если же гиперсекреция начинается после того, как под воздействием половых гормонов уже завер­шается окостенение хрящевых участков костей, формируется акромегалия — непропорционально удлиняются конечности, кисти и стопы, нос, подбородок и другие оконечные части тела, а также язык и пищеварительные органы. Нарушение эндокринной регуляции у больных акромегалией нередко ведет к различным заболеваниям обмена веществ, в том числе к развитию сахарного диабета. Своевременно примененная гормональная терапия или хирургическое вмешательство позволяют избежать наиболее опасного развития болезни.

Гормон роста начинает синтезироваться в гипофизе чело на 12-й неделе внутриутробной жизни, а после 30-й недели его концентрация в крови плода становится в 40 раз больше чем у взрослого. К моменту рождения концентрация гормона роста падает примерно в 10 раз, но все же остается чрезвычайно высокой. В период от 2 до 7 лет содержание гормона роста в крови детей сохраняется примерно на постоянном уровне, который в 2—3 раза превышает уровень взрослых. Показательно, что в этот же период завершаются наиболее бурные ростовые процессы до начала пубертата. Затем наступает период значительного уменьшения уровня гормона — и рост тормозится. Новое повышение уровня гормона роста у мальчиков отмечается после 13 лет, причем его максимум отмечается в 15 лет, т.е. как раз в момент наиболее интенсивного увеличения размеров тела у подростков. К 20 годам содержание гормона роста в крови устанавливается на типичном для взрослых уровне.

С началом полового созревания в регуляцию ростовых процес­сов активно включаются половые гормоны, стимулирующие ана­болизм белков. Именно под действием андрогенов происходит со­матическое превращение мальчика в мужчину, поскольку под влиянием этого гормона ускоряется рост костной и мышечной тка­ни. Повышение концентрации андрогенов во время полового со­зревания вызывает скачкообразное увеличение линейных размеров тела — происходит пубертатный скачок роста. Однако вслед за этим то же повышенное содержание андрогенов приводит к окостене­нию зон роста в длинных костях, в результате чего их дальнейший рост прекращается. В случае преждевременного полового созрева­ния рост тела в длину может начаться чрезмерно рано, но рано и закончится, и в итоге мальчик останется «недомерком».

Андрогены стимулируют также усиленный рост мышц и хря­щевых частей гортани, в результате чего у мальчиков «ломается» голос, он становится значительно более низким. Анаболическое действие андрогенов распространяется на все скелетные мышцы тела, благодаря чему мышцы у мужчин развиты гораздо больше, чем у женщин. Женские эстрогены обладают менее выраженным, чем андрогены, анаболическим действием. По этой причине у де-вочек в пубертатный период увеличение мышц и длины тела мень­ше, а пубертатный скачок роста слабее выражен, чем у мальчиков.

Гормональная регуляция полового созревания

Хромосомные наборы мужского и женского организма различа­ются тем, что у женщин имеется две Х-хромосомы, а у мужчин -~ одна Х- и одна Y-хромосома. Это различие определяет пол зародыша и возникает в момент оплодотворения. Уже в эмбриональном периоде развитие половой сферы полностью зависит от активности гормонов. Известно, что если гонада эмбриона не развивается или удалена, то формируются женские половые органы — яйцеводы и матка. Для того чтобы развились мужские половые органы, обходима гормональная стимуляция со стороны семенников. Яичник зародыша не является источником гормонального воздействия на развитие половых органов. Активность половых хромосом наблюдается на очень коротком отрезке онтогенеза — от 4-й до 6-й недели внутриутробного развития и проявляется только в активизации семенников. Никаких различий в дифференцировке других тканей тела между мальчиками и девочками нет, и если бы не гормональное влияние семенников, развитие протекало бы только по женскому типу.

Женский гипофиз работает циклически, что определяется гипоталамическими влияниями. У мужчин гипофиз функционирует равномерно. Установлено, что в самом гипофизе нет половых раз­личий, они заключены в нервной ткани гипоталамуса и прилежа­щих ядер головного мозга. В период между 8-й и 12-й неделей внутриутробного развития семенник должен «сформировать» ги­поталамус по мужскому типу с помощью андрогенов. Если этого не произойдет, у плода сохранится циклический тип секреции гонадотропинов даже при наличии мужского набора хромосом XY. Поэтому употребление беременной женщиной половых стерои­дов на начальных этапах беременности весьма опасно.

Мальчики рождаются с хорошо развитыми экскреторными клетками семенников (клетки Лейдига), которые, однако, дегра­дируют на 2-й неделе после рождения. Вновь они начинают разви­ваться только в период полового созревания. Этот и некоторые другие факты позволяют предположить, что репродуктивная сис­тема человека в принципе готова к развитию уже к моменту рож­дения, однако под влиянием специфических нейрогуморальных факторов этот процесс затормаживается на несколько лет — до начала пубертатных перестроек в организме.

У новорожденных девочек иногда наблюдается реакция со стороны матки, появляются кровянистые выделения наподобие мен­струальных, а также отмечается активность молочных желез вплоть до секреции молока. Подобная же реакция молочных желез быва­ет и у новорожденных мальчиков.

В крови новорожденных мальчиков содержание мужского гор­дона тестостерона выше, чем у девочек, но уже через неделю после рождения ни у мальчиков, ни у девочек этого гормона почти не обнаруживают. Однако через месяц у мальчиков содержание тестостерона в крови вновь быстро увеличивается, достигая к 4~7 мес половины уровня взрослого мужчины, и сохраняется на таком уровне в течение 2—3 мес, после чего несколько снижается не меняется до начала пубертата. С чем связан такой инфантильный выброс тестостерона — неизвестно, но есть предположение, что в этот период формируются какие-то очень важные «мужские» свойства.

Процесс полового созревания протекает неравномерно, и его принято подразделять на определенные этапы, на каждом из которых складываются специфические взаимоотношения между системами нервной и эндокринной регуляцией. Эти этапы английский антрополог Дж. Таннер назвал стадиями, а исследовали отечественных и зарубежных физиологов и эндокринологов позволили установить, какие морфофункциональные свойства характерны для организма на каждой из этих стадий.

Нулевая стадия — стадия новорожденности. Эта стадия харак­теризуется наличием в организме ребенка сохранившихся мате­ринских гормонов, а также постепенным регрессом деятельности собственных желез внутренней секреции, после того как родовой стресс закончится.

Первая стадия — стадия детства (инфантилизм). Период от года до появления первых признаков полового созревания расценива­ется как этап полового инфантилизма, т. е. подразумевается, что в этот период ничего не происходит. Однако незначительное и по­степенное увеличение секреции гормонов гипофиза и гонад в этот период имеет место, и это косвенно свидетельствует о созрева­нии диэнцефальных структур головного мозга. Развитие половых желез в этот период не происходит потому, что оно тормозится гонадотропин-ингибирующим фактором, который вырабатывается гипофизом под воздействием гипоталамуса и другой мозговой железы — эпифиза. Этот гормон очень похож на гонадотропный гормон по строению молекулы, а потому легко и прочно соеди­няется с рецепторами тех клеток, которые настроены на чувстви­тельность к гонадотропинам. Однако никакого стимулирующего действия на половые железы гонадотропин-ингибирующий фак­тор не оказывает. Напротив, он перекрывает доступ к рецепторам гонадотропному гормону. Такая конкурентная регуляция — ти­пичный прием, используемый в метаболических процессах всех живых организмов.