Физиологическое значение желез внутренней секреции
Болезни гипофиза. Усиленное образование гормонов гипофиза, обычно в результате опухоли (аденомы), приводит у детей к преждевременному половому созреванию, сопутствует психическое и физическое недоразвитие. Избыток гормона роста в детском возрасте способствует развитию гипофизарного гигантизма, а у взрослых возникает акромегалия. При этом заболевании увеличиваются размеры носа, губ, языка, челюстей, пальцев рук и ног. Как правило, у больных имеется сахарный диабет и артериальная гипертония. Избыточная продукция тиреотропного гормона приводит к гиперфункции щитовидной железы (тиреотоксикозу).
Снижение образования гормонов в аденогипофизе сопровождается недостаточностью половых гормонов и, как следствие, недоразвитием первичных и вторичных половых признаков, что выражается в евнухоидизме и инфантилизме. Нарушение образования гормона приводит к карликовости. Умственное развитие при этом сохраняется на нормальном уровне.
Задняя доля гипофиза не содержит железистой ткани и напоминает по своему строению нервную ткань. Она не выделяет гормонов, а является своеобразным их хранилищем, где накапливаются вазопрессин и окситоцин, которые поступают из гипоталамуса.
Окситоцин стимулирует гладкую мускулатуру матки. Его часто применяют при родах, когда нужно усилить сокращение матки при слабой родовой деятельности, для изгнания последа и прекращения маточного кровотечения.
Вазопрессин, или антидиуретический гормон (АДГ), усиливает обратное всасывание воды из первичной мочи в канальцах почек, вследствие чего количество мочи уменьшается, а также влияет на выведение натрия почками. Кроме этого гормон вызывает сужение кровеносных сосудов (отсюда его первое название — вазопрессин) и, следовательно, повышение кровяного давления. Дефицит антидиуретического гормона ведет к развитию сахарного диабета, характерные признаки которого — сильная жажда, обильное выделение мочи (5-20 л/сут) с низкой плотностью.
Эпифиз также расположен вблизи гипоталамуса. Основными гормонами этой железы являются адреногломерулотропин, стимулирующий выделение альдостерона в клу6очковой зоне коры надпочечников, и мелатонин - ингибитор (от лат. сдерживаю, останавливаю) развития и функционирования половых желез и стимулятор синтеза пигмента в пигментных клетках.
Эпифиз человека достигает своей максимальной активности в раннем детстве (5-7 лет), и именно к этому периоду относится его сдерживающее влияние на развитие половых желез, так как в это время продуцируется повышенное количество мелатонина Позднее эпифиз подвергается значительной инволюции (обратному развитию), и в 11-20 лет он занимает всего 0,35 % первоначального объема ткани.
Секреция адреногломерулотропина долгое время не только не снижается, но даже повышается (период молодости и ранней зрелости). Это обусловлено совершенством регуляции выделения натрия и калия с мочой, которая достигает высокого уровня в период ранней зрелости. У взрослого человека эта железа практически не функционирует. Доказано, что эпифиз имеет отношение к регуляции биологических ритмов, связанных со сменой дня и ночи. Кроме того, выделены эпифизарные факторы, повышающие адаптивные возможности организма.
Щитовидная железа. Это самая крупная эндокринная железа. У новорожденного весит около 1 г, в 5-10 лет - 10 г, в 11-15 лет ее масса достигает 25-35 г, а у взрослого человека составляет в среднем 30—40 г. В железистой ткани щитовидной железы синтезируются тиреоидные гормоны (тироксин, трийодтиронин, тиреокальцитонин), оказывающие сильнейшее влияние на все стороны обмена веществ и энергии. Тироксин содержит в составе молекулы 4 атома после отщепления одного из них образуется трийодтиронин, который в 4-5 раза активнее тироксина. В кровь из щитовидной железы поступают оба гормона, они являются мощными стимуляторами метаболических процессов в организме: ускоряют обмен белков, жиров, углеводов, активируют окислительное фосфорилирование в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена. Эти гормоны необходимы уже в период внутриутробной жизни, так как обеспечивают рост, развитие и дифференциацию тканей через поддержание равновесия между процессами ассимиляции и диссимиляции. Особо важное значение имеют в дифференциации нервной ткани.
Тиреоидные гормоны участвуют в регуляции деятельности нервной системы (повышение возбудимости), сердечно-сосудистой системы (усиление работы сердца, повышение тонуса сосудов, повышение кровяного давления), влияют на рост костей, созревание хрящевой ткани, ускоряют развитие зубов.
Тиреокальцитонин понижает концентрацию кальция в крови путем уменьшения его всасывания в желудочно-кишечном тракте, усиления экскреции с мочой и отложения в костях.
Болезни щитовидной железы. Усиление образования гормонов щитовидной железы (тиреотоксикоз) возможно при наличии аденомы гипофиза, секретирующей тиреотропный гормон. Однако гораздо чаще гипертиреоз возникает в результате патологического процесса в самой железе (воспаление, опухоль) или при аутоиммунном заболевании (базедовой болезни, или диффузный токсический зоб), когда в организме вырабатываются так называемые тироидстимулирующие антитела, которые, подобно ТТГ, увеличивают секрецию гормонов щитовидной железы.
Возникновению гипертиреоза способствуют психические заболевания, нервное перенапряжение, инфекционные болезни, возрастные перестройки деятельности желез внутренней секреции, наследственная предрасположенность и др.
Избыточное поступление в кровь гормонов щитовидной железы нарушает обмен веществ, что, в свою очередь, вызывает симптомы тиреотоксикоза. Больные раздражительны, плаксивы, жалуются на тахикардию (учащенное сердцебиение), боль в области сердца при физической нагрузке, похудание, нарушение сна, потливость, желудочно-кишечные расстройства, у них наблюдается мелкое дрожание пальцев рук. Болезнь может сопровождаться пучеглазием (экзофтальм), что в сочетании с блеском глаз придает лицу больного характерный вид. Железа, как правило, увеличена.
Причиной увеличения щитовидной железы (зоба) может быть и гипотиреоз (гипофункция), связанный с недостаточным поступлением в организм йода с водой и пищей.
Снижение уровня тиреоидных гормонов в детском возрасте приводит к физической и умственной отсталости - эндемическому кретинизму. Для больных характерен низкий интеллект, маленький рост, короткая шея и конечности, увеличенный язык, слюнотечение.
У взрослых гипофункция щитовидной железы проявляется вялостью, апатией, сонливостью, ослаблением памяти, одутловатостью лица, отеком век, увеличением массы тела, выпадением полос, ломкостью ногтей и т. д.
Паращитовидные железы — четыре самые маленькие железы внутренней секреции. Их общая масса составляет всего 0,1 г. Они располагаются в непосредственной близости от щитовидной железы (а иногда в ее ткани) и вырабатывают паратгормон, регулирующий обмен кальция и фосфора в организме.
При гипофункции паращитовидных желез происходит снижение содержания кальция в крови, а следовательно, и в цитоплазме клеток. Это вызывает повышение возбудимости нервно-мышечной ткани и приводит к судорожным сокращениям мышц ног, рук, лица - тетании. При гормональной недостаточности кости становятся менее крепкие, костные переломы плохо заживают, зубы легко ломаются. Введение кальция в организм больного прекращает судороги, а введение гормона облегчает течение болезни.
К недостаточности гормональной функции паращитовидных желез особенно чувствительны дети, кормящие матери, поскольку в такие периоды потребность организма в кальции особенно велика.
При избыточном выделении в кровь гормона паращитовидных желез происходит повышение концентрации кальция в крови за счет выхода из костей (декальцинация): кости становятся ломкими, легко деформируются, искривляются. В ткани почек, в кровеносных, сосудах, миокарде, слизистой оболочке желудка и бронхиол происходит отложение кальция, снижается его выведение с мочой.
Надпочечники представляют собой парные железы массой 4-7 г каждая, располагаются на верхних полюсах почек. Каждый надпочечник состоит из двух слоев, имеющих разное происхождение и строение, различные функции: наружного - коркового и внутреннего - мозгового. Корковый слой (кора надпочечников) синтезирует гормоны кортикостероиды: глюкокортикоиды (кортизол, кортизон и др.), стимулирующие расщепление белков и жиров, синтез углеводов, обладающие противовоспалительным и противоаллергическим действием; минералокортикоиды (альдостерон), регулирующие водно-солевой обмен, повышающие кровяное давление; половые гормоны - андрогены, близкие по строению к тестостерону - мужскому половому гормону, и, в меньшей степени, эстрогены (прогестерон) - женские половые гормоны.
Андрогены и эстрогены по своему действию близки к половым гормонам, синтезируемым в половых железах, но их активность существенно меньше. Однако до наступления полноценного созревания семенников и яичников они играют решающую роль в гормональной регуляции полового развития.
Во внутреннем, мозговом слое надпочечников образуются два гормона – адреналин и норадреналин. Адреналин стимулирует большинство функций организма: учащает и усиливает работу сердца, повышает кровяное давление, интенсифицирует энергетические превращения в организме, повышает возбудимость многих рецепторов и т. д. Его действие весьма близко к действию симпатической нервной системы. Все эти функциональные изменения способствуют повышению общей работоспособности организма, особенно в «экстремальных» ситуациях, так как при эмоциональном напряжении и стрессах в надпочечниках вырабатывается большое количество адреналина. Норадреналин суживает мелкие артерии, повышает кровяное давление.
Таким образом, гормоны надпочечников в значительной степени определяют половое созревание детей и подростков, участвуют в реакциях стресса, регулируют водный, белковый, жировой, водный и минеральный обмен. Физическая активность значительно повышает содержание гормонов надпочечников, обеспечивающих защитные реакции организма, и тем самым способствует наиболее благоприятному развитию.
Нормальная жизнедеятельность организма возможна лишь при оптимальном соотношении концентраций различных гормонов надпочечников в крови, которое регулируется гипофизом и нервной системой. Существенное повышение или снижение их концентрации в патологических ситуациях сопровождается нарушениями многих функций организма.
Болезни надпочечников могут быть связаны как с избытком, так и с недостатком гормонов. Повышенная секреция половых гормонов (андрогенов) приводит к преждевременному развитию вторичных половых признаков, а у девочек появляются черты мужского телосложения. Гиперпродукция глюкокортикоидов характерна для синдрома Иценко - Кушинга (лунообразное лицо, отложение жира в верхней половине тела, повышение артериального давления, уровня глюкозы в крови и др.). Избыток минералокортикоидов (гиперальдостеронизм) наблюдается при синдроме Конна (опухоли коры надпочечников), который проявляется задержкой натрия в организме, повышением кровяного давления, мышечной слабостью, судорогами.
Повышенное образование адреналина и норадреналина характерно для феохромоцитомы - опухоли мозгового слоя надпочечников. Заболевание протекает в виде приступов подъема кровяного давления. Гипофункция коры надпочечников вызывает тяжелые расстройства в организме человека. Она может проявиться в виде острой и хронической надпочечниковой недостаточности. Острая недостаточность возникает при повреждении надпочечников (кровоизлияние, тяжелые инфекции и др.) или резкой отмене кортикостероидов (преднизолона, гидрокортизона и др.) после их длительного применения с лечебной целью, сопровождается резкой мышечной слабостью, понижением кровяного давления (гипотонией), нарушением пищеварения и др. Причинами хронической надпочечниковой недостаточности чаще являются туберкулезное поражение железы, аллергические процессы и др. Заболевание носит название болезни Аддисона.
Поджелудочная железа находится рядом с желудком и двенадцатиперстной кишкой относится к смешанным железам: здесь образуется поджелудочный сок, играющий важную роль в пищеварении, здесь же происходит секреция гормонов, принимающих участие в регуляции углеводного обмена, - инсулина и глюкагона.
Эндокринную функцию осуществляют клетки поджелудочной железы, расположенные в виде островков (островки Лангерганса). Около 70-75 % клеток островков являются клетками, вырабатывающими инсулин, остальные 25-30 % — а-клетки, продуцирующие глюкагон.
Инсулин стимулирует транспорт глюкозы в клетки и превращение ее в гликоген, который откладывается в депо (печени и мышцах); тем самым концентрация глюкозы понижается. Вместе с тем инсулин способствует окислению глюкозы в клетках и таким образом обеспечивает наиболее полное использование ее как энергетического материала. Глюкагон, так называемый гипергликемический фактор, повышает уровень сахара крови, стимулируя распад гликогена в печени (гликогенолиз).
Действие этих гормонов, несмотря на кажущийся антагонизм, сводится к одному: улучшению углеводного питания тканей, что особенно важно для функционирования центральной нервной системы. Глюкагон мобилизует глюкозу из депо, а инсулин обеспечивает использование, открывает «ворота» в клетку. Необходимо подчеркнуть, что в регуляции углеводного обмена принимают участие и другие гормоны: адреналин, глюкокортикоиды. Они повышают уровень сахара в крови и поэтому относятся к так называемым циркулярным гормонам.
Нарушение синтеза и секреции инсулина, его недостаточность в крови вызывает резкое нарушение углеводного обмена - развитие сахарного диабета, который характеризуется повышением содержания глюкозы в крови, жаждой, слабостью, увеличением мочевыделения, ухудшением аппетита, истощением, нарушением роста, понижением умственной и физической работоспособности и т. д. Болезнь может возникнуть в любом возрасте.
С возрастом островки Лангерганса значительно увеличиваются в размерах, большого диаметра (200-240 мкм), свойственные взрослым, обнаруживаются после 10-11 лет. Установлено и повышение уровня инсулина в крови от 10 до 11 лет. Незрелость функции поджелудочной железы может быть одной из причин того, что сахарный диабет выявляется чаще всего в возрасте от 6 до 12 лет, особенно после перенесенных острых инфекционных заболеваний (корь, ветряная оспа, свинка). Развитию заболевания способствуют переедание, в особенности избыточность богатой углеводами пищи, наследственная предрасположенность, аутоиммунный конфликт, психические травмы и т. д. Начало сахарного диабета у детей бурное, с быстрым развитием симптомов, тяжелым течением. Нередко отмечается извращение вкусовой чувствительности (сладкое кажется соленым и наоборот). Иногда возникает помутнение хрусталика глаза вследствие нарушения его питания, что приводит к ухудшению зрения.
В лечении сахарного диабета применяется заместительная терапия препаратами инсулина, сахароснижающие препараты, стимуляция активности бетта-клеток. В настоящее время разрабатывается методика пересадки бетта-клеток из поджелудочной железы, что может существенно улучшить качество жизни больных.
Половые железы.Половые гормоны образуются в половых железах, которые относятся к числу смешанных.
Мужские половые гормоны (андрогены) вырабатываются особыми клетками семенников. Истинными мужскими половыми гормонами являются тестостерон и его производное — андростерон. Они обусловливают половое созревание мальчиков, которое характеризуется следующими чертами: увеличением размеров и развитием половых органов, формированием вторичных половых признаков (рост скелета, развитие мускулатуры, увеличение гортани, что приводит к утолщению и удлинению голосовых связок и понижению голоса — мутации голоса, оволосение подмышечных впадин и лобка, рост волос на теле, наступление поллюций, появление полового влечения). Совместно с фолликулстимулирующим гормоном гипофиза тестостерон активирует сперматогенез (созревание сперматозоидов). При гиперфункции семенников в раннем возрасте отмечается преждевременное половое созревание.
Поражение семенников или их удаление (кастрация) в раннем возрасте вызывает прекрашение роста и развития половых органов; вторичные половые признаки не развиваются, увеличивается период роста костей в длину, отсутствует половое влечение.
Женские половые гормоны (эстрогены и прогестерон) вырабатываются в яичниках. Они оказывают влияние на развитие половых органов и вторичных половых признаков (оволосение подмышечных впадин и лобка, формирование молочных желез, скелета и мышечной системы, появление менструаций, половое поведение), обеспечивают подготовку яйцеклеток к оплодотворению, матки — к беременности, молочных желез — к кормлению ребенка.
Истинным женским половым гормоном считают эстрадиол. Прогестерон беременности (гормон желтого тела), образуется в яичнике после овуляции и выделения яйцеклетки. Гиперфункция яичников вызывает раннее половое созревание с преждевременным развитием вторичных половых признаков и появлением менструаций. Описаны случаи полового созревания девочек в 4-5 лет. Половые гормоны в течение всей жизни оказывают мощное влияние на формирование тела, обмен веществ и половое поведение.