Нервная и эндокринная система. Нервная и эндокринная система организма. Центральная нервная система
Эндокринная система - система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.
Эндокринная система делится на гландулярную эндокринную систему (или гландулярный аппарат), в котором эндокринные клетки собраны вместе и формируют железу внутренней секреции, и диффузную эндокринную систему. Железа внутренней секреции производит гландулярные гормоны, к которым относятся все стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы и многие пептидные гормоны. Диффузная эндокринная система представлена рассеянными по всему организму эндокринными клетками, продуцирующими гормоны, называемые агландулярными - (за исключением кальцитриола) пептиды. Практически в любой ткани организма имеются эндокринные клетки.
Эндокринная система. Главные железы внутренней секреции. (слева - мужчина, справа - женщина): 1. Эпифиз (относят к диффузной эндокринной системе) 2. Гипофиз 3. Щитовидная железа 4. Тимус 5. Надпочечник 6. Поджелудочная железа 7. Яичник 8. Яичко
Функции эндокринной системы
- Принимает участие в гуморальной (химической) регуляции функций организма и координирует деятельность всех органов и систем.
- Обеспечивает сохранение гомеостаза организма при меняющихся условиях внешней среды.
- Совместно с нервной и иммунной системами регулирует
- рост,
- развитие организма,
- его половую дифференцировку и репродуктивную функцию;
- принимает участие в процессах образования, использования и сохранения энергии.
- В совокупности с нервной системой гормоны принимают участие в обеспечении
- эмоциональных
- психической деятельности человека.
Гландулярная эндокринная система
Гландулярная эндокринная система представлена отдельными железами со сконцентрированными эндокринными клетками. Железы внутренней секреции (эндокринные железы) – органы, которые вырабатывают специфические вещества и выделяют их непосредственно в кровь или лимфу. Этими веществами являются гормоны – химические регуляторы, необходимые для жизни. Эндокринные железы могут быть как самостоятельными органами, так и производными эпителиальных (пограничных) тканей. К железам внутренней секреции относятся следующие железы:
Щитовидная железа
Щитовидная железа, вес которой колеблется от 20 до 30 г, расположена в передней части шеи и состоит из двух долей и перешейка – он расположен на уровне ΙΙ-ΙV хряща дыхательного горла и соединяет между собой обе доли. На задней поверхности двух долей парами расположены четыре околощитовидные железы. Снаружи щитовидная железа покрыта мышцами шеи, расположенными ниже подъязычной кости; своим фасциальным мешком железа прочно соединена с трахеей и гортанью, поэтому она перемещается вслед за движениями этих органов. Железа состоит из пузырьков овальной или округлой формы, которые заполнены белковым йодсодержащим веществом типа коллоида; между пузырьками располагается рыхлая соединительная ткань. Коллоид пузырьков вырабатывается эпителием и содержит гормоны, производимые щитовидной железой – тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Эти гормоны регулируют интенсивность обмена веществ, способствуют усвоению глюкозы клетками организма и оптимизируют расщепление жиров на кислоты и глицерин. Ещё один гормон, выделяемый щитовидной железой, – кальцитонин (по химической природе полипептид), он регулирует в организме содержание кальция и фосфатов. Действие этого гормона прямо противоположно паратиреоидину, который вырабатывается околощитовидной железой и повышает уровень кальция в крови, усиливает его приток из костей и кишечника. С этой точки действие паратиреоидина напоминает витамин D.
Паращитовидны железы
Паращитовидная железа регулирует уровень кальция в организме в узких рамках, так чтобы нервная и двигательная системы функционировали нормально. Когда уровень кальция в крови падает ниже определённого уровня, паращитовидной железы, чувствительные к кальцию, активируются и секретируют гормон в кровь. Паратгормон стимулирует остеокласты, чтобы те выделяли в кровь кальций из костной ткани.
Тимус
Тимус производит растворимые тимические (или тимусные) гормоны - тимопоэтины, регулирующие процессы роста, созревания и дифференцировки Т-клеток и функциональную активность зрелых клеток . С возрастом тимус деградирует, заменяясь соединительнотканным образованием.
Поджелудочная железа
Поджелудочная железа - крупный (длиной 12-30см) секреторный о́рган двойного действия (секретирует панкреатический сок в просвет двенадцатиперстной кишки игормоны непосредственно в кровоток), расположен в верхней части брюшной полости, между селезёнкой и двенадцатиперстной кишкой.
Инкреторный отдел поджелудочной железы представлен островками Лангерганса, расположенными в хвосте поджелудочной железы. У человека островки представленны различными типами клеток, вырабатывающими несколько полипептидных гормонов:
- альфа-клетки - секретируют глюкагон (регулятор углеводного обмена, прямой антагонист инсулина);
- бета-клетки - секретируют инсулин (регулятор углеводного обмена, снижает уровень глюкозы в крови);
- дельта-клетки - секретируют соматостатин (угнетает секрецию многих желез);
- PP-клетки - секретируют панкреатический полипептид (подавляет секрецию поджелудочной железы и стимулирует секрецию желудочного сока);
- Эпсилон-клетки - секретируют грелин («гормон голода» - возбуждает аппетит).
Надпочечники
На верхних полюсах обеих почек находятся небольшие железы треугольной формы – надпочечники. Они состоят из внешнего коркового слоя (80-90% массы всей железы) и внутреннего мозгового вещества, клетки которого лежат группами и оплетены широкими венозными синусами. Гормональная активность обеих частей надпочечников разная. Кора надпочечников вырабатывает минералокортикоиды и гликокортикоиды, имеющие стероидную структуру. Минералокортикоиды (важнейший из них – амид оох) регулируют ионный обмен в клетках и поддерживают их электролитическое равновесие; гликокортикоиды (например, кортизол) стимулируют распад белков и синтез углеводов. Мозговое вещество вырабатывает адреналин – гормон из группы катехоламина, который поддерживает тонус симпатической . Адреналин часто называют гормоном борьбы или бегства, так как его выделение резко возрастает лишь в минуты опасности. Повышение уровня адреналина в крови влечет за собой соответствующие физиологические изменения – учащается сердцебиение, сужаются кровеносные сосуды, напрягаются мышцы, расширяются зрачки. Ещё корковое вещество в небольших количествах вырабатывает мужские половые гормоны (андрогены). Если в организме возникают нарушения и андрогены начинают поступать в чрезвычайном количестве, у девочек усиливаются признаки противоположного пола. Кора и мозговое вещество надпочечников отличаются не только разных гормонов. Работа коры надпочечников активизируется центральной, а мозговое вещество – периферийной нервной системой.
ДАНИИЛ и половая активность человека были бы невозможными без работы гонад, или половых желёз, к которым относятся мужские яички и женские яичники. У маленьких детей половые гормоны вырабатываются в небольших количествах, но по мере взросления организма в определённый момент наступает быстрое увеличение уровня половых гормонов, и тогда мужские гормоны (андрогены) и женские гормоны (эстрогены) вызывают у человека появление вторичных половых признаков.
Гипоталамо-гипофизарная система
Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка гуморальных регулирующих факторов. Эндокринные клетки синтезируют гормоны и выделяют их в кровь, а нейроны синтезируют нейротрансмиттеры, или переключатели (большинство из которых является нейроаминами): норадреналин, серотонин и другие, выделяющиеся в синаптические щели. В гипоталамусе находятся секреторные нейроны, совмещающие свойства нервных и эндокринных клеток. Они обладают способностью образовывать как нейроамины, так и олигопептидные гормоны (рис. 15.1). Нейроэндокринные клетки объединяют нервную и эндокринную системы в единую нейроэндокринную систему.
В результате новых открытий было показано большое сходство в организации и функционировании структурных элементов нервной и эндокринной систем с таковыми иммунной системы. Так, клетки иммунной системы способны экспрессировать рецепторы для сигнальных молекул, опосредующих воздействия нейроэндокринной системы, а клетки последней могут экспрессировать рецепторы для медиатора иммунной системы. Таким об-
Рис. 15.1. Строение нервных, нейросекреторных и эндокринных клеток (по Б. В. Алешину):
I - холинергический нейрон с ацетилхолиновыми пузырьками в терминалях;
II - гомориположительная нейросекреторная клетка переднего гипоталамуса (пеп-тидохолинергический нейрон), продуцирующая белковые гранулы; III - адренер-гический нейрон с гранулами в терминали, содержащими белковую сердцевину, на которой аккумулируются катехоламины; IV - нейросекреторная пептидадре-нергическая клетка медиобазального гипоталамуса; V - эндокринная клетка (хро-маффинная клетка мозговой части надпочечников) с секреторными гранулами, как в адренергических нейронах (III); VI - эндокринная клетка, вырабатывающая белковые гормоны (парафолликулярные клетки щитовидной железы, энтероциты слизистой оболочки пищеварительного тракта и панкреатические островки), содержит секреторные гранулы с белковой сердцевиной. 1 - перикарион; 2 - дендриты; 3 - аксон; 4 - терминаль аксона; 5 - зоны накопления нейросекрета; 6 - синапти-ческие пузырьки; 7 - гранулы нейрогормона; 8 - структура секреторных гранул
разом, наблюдается трансформация традиционной нейроэндокринологии в нейроиммуноэндокринологию - перспективную область науки в исследовании физиологических основ деятельности мозга и понимания механизмов, лежащих в основе различных патологических процессов.
Внутри эндокринной системы существуют сложные взаимодействия между центральными и периферическими органами этой системы.
Классификация. По происхождению, гистогенезу и гистологическим признакам эндокринные органы классифицируют на три группы: бранхиогенная группа (от греч. branchia - жабры) - железы, происшедшие из глоточных карманов - аналогов жаберных щелей (щитовидная железа, околощитовидные железы); группа надпочечников (корковое и мозговое вещество надпочечников, параганглии); группа мозговых придатков (гипоталамус, гипофиз и эпифиз). Поскольку эндокринные железы составляют единую в функциональном отношении регулирующую систему, существует классификация, в которой учтены межорганные связи и иерархическая зависимость эндокринных органов.
I. Центральные звенья эндокринного комплекса желез (регулируют деятельность большинства периферических эндокринных желез):
1) гипоталамус (нейросекреторные ядра);
2) гипофиз (аденогипофиз и нейрогипофиз);
3) эпифиз.
IIa. Периферические аденогипофиззависимые эндокринные железы и эндо-криноциты:
1) щитовидная железа (тироциты);
2) надпочечники (корковое вещество);
3) гонады (яички, яичники).
IIб. Периферические аденогипофизнезависимые эндокринные железы и эндокриноциты:
1) кальцитониноциты щитовидной железы;
2) околощитовидные железы;
3) мозговое вещество надпочечников и параганглии;
4) эндокринные клетки островков поджелудочной железы (Лангерганса);
5) нейроэндокриноциты в составе неэндокринных органов, эндокрино-циты дисперсной эндокринной системы (APUD-серия клеток).
Среди органов и образований эндокринной системы с учетом их функциональных особенностей различают четыре основные группы.
I. Нейроэндокринные трансдукторы (переключатели), выделяющие нейро-трансмиттеры (посредники) - либерины (стимуляторы) и статины (тормозящие факторы).
Нейрогемальные образования (медиальное возвышение гипоталамуса), задняя доля гипофиза, которые не вырабатывают собственных гормонов, но накапливают гормоны, продуцируемые в нейросекреторных ядрах гипоталамуса.
III. Центральный орган регуляции эндокринных желез и неэндокринных функций - аденогипофиз, осуществляющий регуляцию с помощью вырабатываемых в нем специфических тропных гормонов.
IV. Периферические эндокринные железы и структуры (аденогипофиззависимые и аденогипофизнезависимые).
Как в любой системе, центральные и периферические ее звенья имеют прямые и обратные связи. Гормоны, вырабатываемые в периферических эндокринных образованиях, могут оказывать регулирующее влияние на деятельность центральных звеньев.
Одной из особенностей строения эндокринных органов является обилие в них сосудов, особенно гемокапилляров синусоидного типа и лимфатических капилляров, в которые поступают секретируемые гормоны.
Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка гуморальных регулирующих факторов. Эндокринные клетки синтезируют гормоны и выделяют их в кровь, а нейроны синтезируют нейротрансмиттеры (большинство из которых является нейроаминами): норадреналин, серотонин и другие, выделяющиеся в синаптические щели. В гипоталамусе находятся секреторные нейроны, совмещающие свойства нервных и эндокринных клеток. Они обладают способностью образовывать как нейроамины, так и олигопептидные гормоны.Выработка гормонов эндокринными органами регулируется нервной системой, с которой они тесно связаны. Внутри эндокринной системы существуют сложные взаимодействия между центральными и периферическими органами этой системы.
68.Эндокринная система. Общая характеристика. Нейроэндокринная система регуляции функций организма. Гормоны: значение для организма, химическая природа, механизм действия, биологические эффекты. Щитовидная железа. Общий план строения, гормоны, их мишени и биологические эффекты.Фолликулы: строение, клеточный состав, секреторный цикл, его регуляция,. Перестройка фолликулов в связи с разной функциональной активностью. Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная система. Тироциты С: источники развития, локализация, строение, регуляция, гормоны, их мишени и биологические эффекты.Развитие щитовидной железы.
Эндокринная система – совокупность структур: органов, частей органов, отдельных клеток, секретирующих в кровь и лимфу гормоны. В эндокринной системе различают центральные и периферические отделы, взаимодействующие между собой и формирующие единую систему.
I. Центральные регуляторные образования эндокринной системы
1.Гипоталамус (нейросекреторные ядра)
2.Гипофиз (адено-, нейрогипофиз)
II. Периферические эндокринные железы
1.Щитовидная железа
3.Надпочечники
III. Органы, объединяющие эндокринные и неэндокринные функции
1.Гонады (семенники, яичники)
2.Плацента
3.Поджелудочная железа
IV. Одиночные гормонпродуцирующие клетки
1.Нейроэндокринные клетки группы неэндокринных органов – APUD-серия
2.Одиночные эндокринные клетки, продуцирующие стероидные и другие гормоны
Среди органов и образований эндокринной системы с учетом их функциональных особенностей различают 4 основные групп:
1.Нейроэндокринные трансдукторы – либерины (стимуляторы) и стати (тормозящие факторы)
2.Нейрогемальные образования (медиальное возвышение гипоталамуса), задняя доля гипофиза, которые не вырабатывают собственные гормонов, но накапливают гормоны, продуцируемые в нейросекреторных ядрах гипоталамуса
3.Центральный орган регуляции эндокринных желез и неэндокринных функций – аденогипофиз, осуществляющий регуляцию с помощью вырабатываемых в нем специфических тропных гормонов
4.Переферические эндокринных железы и структуры (аденогипофиззависимые и аденогипофизнезависимые). К аденогипофиззависимым относятся: щитовидная железа (фолликулярные эндокриноциты – тироциты), надпочечники (сетчатая и пучковая зона коркового вещества) и гонады. Ко вторым относятся: паращитовидные железы, кальцитонинциты (С-клетки) щитовидной железы, клубочковая зона коры и мозговое вещество надпочечников, эндокриноциты островков поджелудочной железы, одиночные гормонпродуцирующие клетки.
Взаимосвязь нервной и эндокринной систем
Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка гуморальных регулирующих факторов. Эндокринных клетки синтезируют гормоны и выделяют их в кровь, а нейронных синтезируют нейротрансмиттеры: норадреналин, серотонин и другие, выделяющиеся в синаптические щели. В гипоталамусе находятся секреторные нейроны, совмещающие свойства нервных и эндокринных клеток. Они обладают способностью образовывать как нейроамины, так и олигопептидные гормоны. Выработка гормонов эндокринными железами регулируется нервной системой, с которой они тесно связаны.
Гормоны – высокоактивные регуляторные факторы, оказывающие стимулирующее или угнетающее влияние преимущественно на основные функции организма: метаболизм, соматический рост, репродуктивные функции. Для гормонов характерна специфичность действия на конкретные клетки и органы, называемые мишенями, что обусловлено наличием на последних специфических рецепторов. Гормон распознается и связывается с этими клеточными рецепторами. Связывание гормона с рецептором активирует фермент аденилатциклазу, который в свою очередь вызывает образование цАМФ из АТФ. Далее цАМФ активирует внутриклеточные ферменты, что приводит клетку-мишень в состояния функционального возбуждения.
Щитовидная железа – эта железа содержит два типа эндокринных клеток, имеющих разное происхождение и функции: фолликулярные эндокриноциты, тироциты, вырабатывающие гормон тироксин, и парафолликулярные эндокриноциты, вырабатывающие гормон кальцитонин.
Эмбриональное развитие
– развитие щитовидной железы
ачаток щитовидной железы возникает на 3-4-й неделе беременности как выпячивание вентральной стенки глотки между I и II парами жаберных карманов у основания языка. Из этого выпячивания формируется щитовидно-язычный проток, который затем превращается в эпителиальный тяж, растущий вниз вдоль передней кишки. К 8-й неделе дистальный конец тяжа раздваивается (на уровне III-IV пар жаберных карманов); из него впоследствии формируются правая и левая доли щитовидной железы, располагающиеся спереди и по бокам трахеи, поверх щитовидного и перстневидного хрящей гортани. Проксимальный конец эпителиального тяжа в норме атрофируется, и от него остается только перешеек, связывающий обе доли железы. Щитовидная железа начинает функционировать на 8-й неделе беременности, о чем свидетельствует появление тиреоглобулина в сыворотке плода. На 10-й неделе щитовидная железа приобретает способность захватывать йод. К 12-й неделе начинается секреция тиреоидных гормонов и запасание коллоида в фолликулах. Начиная с 12-й недели концентрации ТТГ, тироксинсвязывающего глобулина, общего и свободного T4 , общего и свободного T3 в сыворотке плода постепенно увеличиваются и к 36-й неделе достигают уровней, характерных для взрослых.
Строение – щитовидная железа окружена соединительнотканной капсулой, прослойки которой направляются вглубь и разделяют орган на дольки, в которых располагаются многочисленных сосуды микроциркуляторного русла и нервы. Основными структурными компонентами паренхимы железы являются фолликулы – замкнутые или слегка вытянутые образования варьирующих размеров с полостью внутри, образованные одним слоем эпителиальных клеток, представленных фолликулярными эндокриноцитами, а так же парафолликулярными эндокриноцитами нейрального происхождения. В дольше железы различают фолликулярные комплексы (микродольки), которые состоят из группы фолликулов, окруженных тонкой соединительной капсулой. В просвете фолликулов накапливается коллоид – секреторный продукт фолликулярных эндокриноцитов, представляющий собой вязкую жидкость, состояющую в основном из тироглобулина. В небольших формирующихся фолликулах, ещё не заполненных коллоидом, эпителий однослойный призматический. По мере накопления коллоида размеры фолликулов увеличиваются, эпителий становится кубическим, а в сильно растянутых фолликулах, заполненных коллоидом, - плоским. Основная масса фолликулов в норме образована тироцитами кубической формы. Увеличение размеров фолликулов обусловлено пролиферацией, ростом и дифференцировкой тироцитов, сопровождаемой накопление коллоида в полости фолликула.
Фолликулы разделяются тонкими прослойками рыхлой волокнистой соединительной ткани с многочисленными кровеносными и лимфатическими капиллярами, оплетающими фолликулы, тучными клетками, лимфоцитами.
Фолликулярные эндокриноциты, или тироциты – железистые клетки, составляющие большую часть стенки фолликулов. В фолликулах тироциты образуют выстелку и располагаются на базальной мембране. При умеренной функциональной активности щитовидной железы (нормофункции) тироциты имеют кубическую форму и шаровидные ядра. Коллоид секретируемый ими, заполняет в виде гомогенной массы просвет фолликулы. На апикальной поверхности тироцитов, обращенной к просвету фолликула, имеются микроворсинки. По мере усиления тироидной активности количество и размеры микроворсинок возрастают. Одновременно базальная поверхность тироцитов, почти гладкая в периоде функционального покоя щитовидной железы, становится складчатой, что увеличивает соприкосновение тироцитов с перифолликулярными пространствами. Соседние клетки в выстилке фолликулов тесно связаны между собой многочисленными деспосомами и хорошо развитыми терминальными поверхностями тироцитов возникают пальцевидные выступы, входящие в соответствующие вдавления боковой поверхности соседних клеток.
В тироцитах хорошо развиты органеллы, особенно участвующие в белковом синтезе.
Белковые продукты, синтезируемые тироцитами, выделяются в полость фолликула, где завершается образование йодированных тирозинов и тиронинов (АК-от, входящих в состав крупной и сложной молекулы тироглобулина). Когда же потребности организма в тироидном гормоне возрастают и функциональная активность щитовидной железы усиливается, тироциты фолликулов принимают призматическую форму. Интрафолликулярный коллоид при этом становится более жидким и пронизывается многочисленными ресобрционными вакуолями. Ослабление функциональной активности проявляется, наоброт, уплотнение коллоида, его застоем внутри фолликулов, диаметр и объём которых сильно увеличиваются; высота тироцитов уменьшается, они принимают уплощенную форму, а их ядра вытягиваются параллельно поверхности фолликула.
Двустороннее действие нервной и эндокринной систем
Каждая ткань и орган человека функционируют под двойным контролем: автономной нервной системы и гуморальных факторов, в частности гормонов. Этот двойной контроль - основа «надёжности» регуляторных влияний, заданием которых является поддерживать определённый уровень отдельных физических и химических параметров внутренней среды.
Эти системы возбуждают или тормозят различные физиологические функции, чтобы свести к минимуму отклонения этих параметров вопреки значительным колебаниям во внешней среде. Эта деятельность согласовывается с активностью систем, обеспечивающих взаимодействие организма с условиями окружающей среды, которая постоянно изменяется.
Органы человека имеют большое количество рецепторов, раздражение которых вызывает различные физиологические реакции. Вместе с тем к органам подходит много нервных окончаний от центральной нервной системы. Значит, существует двусторонняя связь органов человека с нервной системой: они получают сигналы от центральной нервной системы и, в свою очередь, являются источником рефлексов, которые изменяют состояние их самих и организма в целом.
Эндокринные железы и гормоны, которые они вырабатывают, находятся в тесной взаимосвязи с нервной системой, образуя общий интегральный механизм регуляции.
Связь эндокринных желез с нервной системой является двояконаправленной: железы плотно иннервированы со стороны вегетативной нервной системы, а секрет желез через кровь действует на нервные центры.
Замечание 1
Для поддержания гомеостаза и осуществления основных жизненных функций эволюционно возникли две основные системы: нервная и гуморальная, которые работают взаимосогласованно.
Гуморальная регуляция осуществляется путём образования в эндокринных железах или группах клеток, выполняющих эндокринную функцию (в железах смешанной секреции), и поступления в циркулирующие жидкости биологически активных веществ - гормонов. Для гормонов характерно дистантное действие и способность к влиянию в очень низких концентрациях.
Интеграция нервной и гуморальной регуляции в организме особенно ярко проявляется во время действия стрессовых факторов.
Клетки тела человека объединены в ткани, а те, в свою очередь, в системы органов. В целом всё это представляет единую надсистему организма. Всё огромное количество клеточных элементов при отсутствии в организме сложного механизма регуляции не имело бы возможности функционировать как единое целое.
Система желез внутренней секреции и нервная система играют особенную роль в регуляции. Именно состояние эндокринной регуляции определяет характер всех протекающих в нервной системе процессов.
Пример 1
Под действием андрогенов и эстрогенов формируется инстинктивное поведение, половые инстинкты. Очевидно, что гуморальная система контролирует и нейроны, так же как и другие клетки нашего организма.
Эволюционно нервная система возникла позднее, чем эндокринная. Эти две системы регуляции дополняют друг друга, образуя единый функциональный механизм, который обеспечивает высокоэффективную нейрогуморальную регуляцию, ставя её во главе всех систем, которые согласовывают все жизненные процессы многоклеточного организма.
Это регулирование постоянства внутренней среды в организме, которая происходит по принципу обратной связи, не может выполнять все задания адаптации организма, но очень эффективна для поддержания гомеостаза,.
Пример 2
Кора надпочечников вырабатывает стероидные гормоны в ответ на эмоциональное возбуждение, заболевания, голод и т.п.
Необходима связь между нервной системой и эндокринными железами, чтобы эндокринная система могла реагировать на эмоции, свет, запахи, звуки и т.д.
Регулирующая роль гипоталамуса
Регулирующее влияние ЦНС на физиологическую активность желез осуществляется через гипоталамус.
Гипоталамус афферентным путём связан с другими частями ЦНС, прежде всего со спинным, продолговатым и средним мозгом, таламусом, базальными ганглиями (подкорковые образования, расположенные в белом веществе полушарий большого мозга), гипокампом (центральной структурой лимбической системы), отдельными полями коры больших полушарий и др. Благодаря этому в гипоталамус поступает информация со всего организма; сигналы от экстеро- и интерорецепторов, которые попадают в ЦНС через гипоталамус, передаются эндокринными железами.
Таким образом, нейросекреторные клетки гипоталамуса трансформируют афферентные нервные стимулы в гуморальные факторы с физиологической активностью (в частности у рилизинг - гормоны).
Гипофиз как регулятор биологических процессов
Гипофиз получает сигналы, которые оповещают обо всём происходящем в организме, но прямой связи с внешней средой не имеет. Но для того, чтобы жизнедеятельность организма не нарушалась постоянно факторами внешней среды, должно происходить приспособление организма к изменчивым внешним условиям. О внешних влияниях организм узнаёт получая информацию от органов чувств, передающих её к центральной нервной системе.
Выполняя роль верховной железы внутренней секреции , гипофиз сам управляется центральной нервной системой и, в частности, гипоталамусом. Этот высший вегетативный центр и занимается постоянной координацией и регуляцией деятельности различных отделов мозга и всех внутренних органов.
Замечание 2
Существование всего организма, постоянство его внутренней среды контролируется именно гипоталамусом: обмен белков, углеводов, жиров и минеральных солей, количество воды в тканях, тонус сосудов, частота сердечных сокращений, температура тела и т. п.
Единая нейроэндокринная регуляторная система в организме образуется в результате объединения на уровне гипоталамуса большинства гуморальных и нервных путей регуляции.
Аксоны от расположенных в коре больших полушарий и подкорковых ганглиях нейронов подходят к клеткам гипоталамуса. Они секретируют нейромедиаторы, которые как активируют секреторную активность гипоталамуса, так и тормозят. Нервные импульсы, поступившие из мозга, под влиянием гипоталамуса превращаются в эндокринные стимулы, которые в зависимости от поступающих к гипоталамусу из желез и тканей гуморальных сигналов, усиливаются или ослабевают
Руководство гипоталамусом гипофиза происходит с использованием и нервных связей, и системы кровеносных сосудов. Поступающая в переднюю долю гипофиза кровь обязательно проходит сквозь срединное поднятие гипоталамуса, где происходит её обогащение гипоталамическими нейрогормонами.
Замечание 3
Нейрогормоны имеют пептидную природу и являются частями белковых молекул.
В наше время определили семь нейрогормонов - либеринов («освободителей»), стимулирующих синтез тропных гормонов в гипофизе. А три нейрогормона наоборот, тормозят их выработку – меланостатин, пролактостатин и соматостатин.
Вазопрессин и окситоцин также являются нейрогормонами. Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки во время родов, выработку молока молочными железами. При активном участии вазопрессина происходит регуляция транспорта воды и солей через клеточные мембраны, уменьшается просвет сосудов (повышается кровяное давление). За способность задерживать воду в организме, этот гормон часто называют антидиуретическим гормоном (АДГ). Главная точка приложения АДГ - почечные канальцы, где под его влиянием происходит стимуляция обратного всасывания воды в кровь из первичной мочи.
Нервные клетки ядер гипоталамуса вырабатывают нейрогормоны, а потом собственными аксонами транспортируют их в заднюю долю гипофиза, и уже отсюда эти гормоны способны поступать в кровь, вызывая сложное влияние на системы организма.
Однако гипофиз и гипоталамус не только посылают приказы посредством гормонов, но и сами способны осень точно анализировать сигналы, которые поступают от периферических эндокринных желез. Эндокринная система действует по принципу обратной связи. Если железа внутренней секреции вырабатывает избыток гормонов, то замедляется выделение гипофизом специфического гормона, а если гормона вырабатывается недостаточно, то усиливается выработка соответствующего тропного гормона гипофиза.
Замечание 4
В процессе эволюционного развития механизм взаимодействия гормонов гипоталамуса, гормонов гипофиза и желез внутренней секреции отработан достаточно надёжно. Но если произойдёт сбой работы хотя бы одного звена этой сложной цепи, тут же возникнет нарушение соотношений (количественных и качественных) во всей системе, несущее различные эндокринные заболевания.
Особенности систем
Автономная нервная система пронизывает все наше тело подобно тончайшей паутине. У нее есть две ветви: возбуждения и торможения. Симпатическая нервная система – это возбуждающая часть, она приводит нас в состояние готовности столкнуться с вызовом или опасностью. Нервные окончания выделяют медиаторы, стимулирующие надпочечники к выделению сильных гормонов – адреналина и норадреналина. Они в свою очередь повышают частоту сердечных сокращений и частоту дыхания, и действуют на процесс пищеварения посредством выделения кислоты в желудке. При этом возникает сосущее ощущение под ложечкой. Парасимпатические нервные окончания выделяют другие медиаторы, снижающие пульс и частоту дыхания. Парасимпатические реакции – это расслабление и восстановление баланса.
Эндокринная система организма человека объединяет небольшие по величине и различные по своему строению и функциям железы внутренней секреции, входящие в состав эндокринной системы. Это гипофиз с его независимо функционирующими передней и задней долями, половые железы, щитовидная и паращитовидные железы, кора и мозговой слой надпочечников, островковые клетки поджелудочной железы и секреторные клетки, выстилающие кишечный тракт. Все вместе взятые они весят не более 100 граммов, а количество вырабатываемых ими гормонов может исчисляться миллиардными долями грамма. Гипофиз, вырабатывающий более 9 гормонов, регулирует активность большинства других эндокринных желез и сам находится под контролем гипоталамуса. Щитовидная железа регулирует рост, развитие, интенсивность обмена веществ в организме. Вместе с паращитовидной железой она также регулирует уровень кальция в крови. Надпочечники тоже влияют на интенсивность обмена веществ и помогают организму противостоять стрессам. Поджелудочная железа регулирует уровень сахара в крови и одновременно действует как железа внешней секреции -выделяет через протоки в кишечник пищеварительные ферменты. Эндокринные половые железы - семенники у мужчин и яичники у женщин - сочетают выработку половых гормонов с неэндокринными функциями: в них еще и созревают половые клетки. Сфера влияния гормонов исключительно велика. Они оказывают прямое воздействие на рост и развитие организма, на все виды обмена веществ, на половое созревание. Между железами внутренней секреции нет прямых анатомических связей, но существует взаимозависимость функций одной железы от других. Эндокринную систему здорового человека можно сравнить с хорошо сыгранным оркестром, в котором каждая железа уверенно и тонко ведет свою партию. А в роли дирижера выступает главная верховная железа внутренней секреции – гипофиз. Передняя доля гипофиза выделяет в кровь шесть тропных гормонов: соматотропный, адренокортикотропный, тиреотропный, пролактин, фолликулостимулирующий и лютеинизирующий – они направляют и регулируют деятельность других желез внутренней секреции.
Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту
мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос,
тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе
человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или
недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Изучение
физиологического действия эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой
функции и более подробно изучить механизм рождения детей, а также ответить на
вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие
худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.
В нормальном состоянии существует гармоничный баланс между активностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и ответом тканей-мишеней (тканей, на которые направлено воздействие). Любое нарушение в каждом из этих звеньев быстро приводит к отклонениям от нормы. Избыточная или недостаточная продукция гормонов служит причиной различных заболеваний, сопровождающихся глубокими химическими изменениями в организме.
Изучением роли гормонов в жизнедеятельности организма и нормальной и патологической физиологией желез внутренней секреции занимается эндокринология.
Связь эндокринной и нервной систем
Нейроэндокринная регуляция есть результат взаимодействия нервной и эндокринной систем. Она осуществляется благодаря влиянию высшего вегетативного центра мозга - гипоталамуса - на расположенную в мозге железу - гипофиз, образно именуемую «дирижером эндокринного оркестра». Нейроны гипоталамуса выделяют нейрогормоны (рилизинг-факторы), которые, поступая в гипофиз, усиливают (либерины) или тормозят (статины) биосинтез и выделение тройных гормонов гипофиза. Тройные гормоны гипофиза, в свою очередь, регулируют активность периферических желез внутренней секреции (щитовидной, надпочечников, половых), которые в меру своей активности изменяют состояние внутренней среды организма и оказывают влияние на поведение.
Гипотеза нейроэндокринной регуляции процесса реализации генетической информации предполагает существование на молекулярном уровне общих механизмов, обеспечивающих как регуляцию активности нервной системы, так и регуляторные воздействия на хромосомный аппарат. При этом одной из существенных функций нервной системы является регуляция активности генетического аппарата по принципу обратной связи в соответствии с текущими нуждами организма, влиянием среды и индивидуальным опытом. Другими словами, функциональная активность нервной системы может играть роль фактора, изменяющего активность генных систем.
Гипофиз может получать сигналы, оповещающие о том, что происходит в теле, но он не имеет прямой связи с внешней средой. Между тем, для того, чтобы факторы внешней среды постоянно не нарушали жизнедеятельность организма, должно осуществятся приспособление тела к меняющимся внешним условиям. О внешних воздействиях организм узнает через органы чувств, которые передают полученную информацию в центральную нервную систему. Являясь верховной железой эндокринной системы, гипофиз сам подчиняется центральной нервной системе и в частности гипоталамусу. Этот высший вегетативный центр постоянно координирует, регулирует деятельность различных отделов мозга, всех внутренних органов. Частота сердечных сокращений, тонус кровеносных сосудов, температура тела, количество воды в крови и тканях, накопление или расход белков, жиров, углеводов, минеральных солей – словом существование нашего организма, постоянство его внутренней среды находится под контролем гипоталамуса. Большинство нервных и гуморальных путей регуляции сходится на уровне гипоталамуса и благодаря этому в организме образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. К клеткам гипоталамуса подходят аксоны нейронов, расположенных в коре больших полушарий и подкорковых образованиях. Эти аксоны секретируют различные нейромедиаторы, оказывающие на секреторную активность гипоталамуса как активирующее, так и тормозное влияние. Поступающие из мозга нервные импульсы гипоталамус «превращает» в эндокринные стимулы, которые могут быть усилены или ослаблены в зависимости от гуморальных сигналов, поступающих в гипоталамус от желез и тканей подчиненных ему.
Гипоталамус руководит гипофизом, используя и нервные связи, и систему кровеносных сосудов. Кровь, которая поступает в переднюю долю гипофиза, обязательно проходит через серединное возвышение гипоталамуса и обогащается там гипоталамическими нейрогормонами. Нейрогормоны - это вещества пептидной природы, которые представляют собой части белковых молекул. К настоящему времени обнаружено семь нейрогормонов, так называемых либеринов (то есть освободителей), которые стимулируют в гипофизе синтез тропных гормонов. А три нейрогормона - пролактостатин, меланостатин и соматостатин, - напротив, тормозят их выработку. К нейрогормонам относят также вазопрессин и окситоцин. Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки при родах, выработку молока молочными железами. Вазопрессин активно участвует в регуляции транспорта воды и солей через клеточные мембраны, под его влиянием уменьшается просвет кровеносных сосудов и, следовательно, повышается давление крови. За то, что этот гормон обладает способностью задерживать воду в организме, его часто называют антидиуретическим гормоном (АДГ). Главной точкой приложения АДГ являются почечные канальцы, где он стимулирует обратное всасывание воды из первичной мочи в кровь. Продуцируют нейрогормоны нервные клетки ядер гипоталамуса, а затем по собственным аксонам (нервным отросткам) транспортируют в заднюю долю гипофиза, и уже отсюда эти гормоны поступают в кровь, оказывая сложное воздействие на системы организма.
Тропины образующиеся в гипофизе не только регулируют деятельность подчиненных желез, но и выполняют самостоятельные эндокринные функции. Например, пролактин оказывает лактогенное действие, а также тормозит процессы дифференцировки клеток, повышает чувствительность половых желез к гонадотропинам, стимулирует родительский инстинкт. Кортикотропин является не только стимулятором стердогенеза но и активатором липолиза в жировой ткани, а также важнейшим участником процесса превращения в мозге кратковременной памяти в долговременную. Гормон роста может стимулировать активность иммунной системы, обмен липидов, сахаров и т.д. Также некоторые гормоны гипоталамуса и гипофиза могут образовываться не только в этих тканях. Например, соматостатин (гормон гипоталамуса, ингибирующий образование и секрецию гормона роста) обнаружен также в поджелудочной железе, где он подавляет секрецию инсулина и глюкагона. Некоторые вещества действуют в обеих системах; они могут быть и гормонами (т.е. продуктами эндокринных желез), и медиаторами (продуктами определенных нейронов). Такую двоякую роль выполняют норадреналин, соматостатин, вазопрессин и окситоцин, а также передатчики диффузной нервной системы кишечника, например холецистокинин и вазоактивный кишечный полипептид.
Однако не следует думать, что гипоталамус и гипофиз лишь отдают приказы, спуская по цепочке «руководящие» гормоны. Они и сами чутко анализируют сигналы, поступающие с периферии, от желез внутренней секреции. Деятельность эндокринной системы осуществляется на основе универсального принципа обратной связи. Избыток гормонов той или иной железы внутренней секреции тормозит выделение специфического гормона гипофиза, ответственного за работу данной железы, а недостаток побуждает гипофиз усилить выработку соответствующего тройного гормона. Механизм взаимодействия между нейрогормонами гипоталамуса, тройными гормонами гипофиза и гормонами периферических желез внутренней секреции в здоровом организме отработан длительным эволюционным развитием и весьма надежен. Однако достаточно сбоя в одном звене этой сложной цепи, чтобы произошло нарушение количественных, а порой и качественных соотношений в целой системе, влекущее за собой различные эндокринные заболевания.
