Эндокринные функции
Околощитовидные железы. Вилочковая железа. Эпифиз
жүктеу/скачать 1.63 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Вилочковая железа.
- 243 12.1.6. Гипофиз
- Промежуточная доля гипофиза
- Задняя доля гипофиза
- 12.2. Значение и место гормонов в регуляции обмена веществ
- Регуляция обмена веществ.
- - 12.3. Эндокринные функции при мышечной ^ деятельности ^
12.1.5. Околощитовидные железы. Вилочковая железа. Эпифиз Околощитовидные (паращитовидные) железы человека (обычнр их четыре) непосредственно прилегают к задней поверхности щитовидной желе-зы. Гормоном околощитовидных желез является паратгормон. Он увеличи-вает содержание кальция в крови (за счет вымывания его из костей скелета и уменьшения выведения кальция почками), воздействуя тем самым на возбу-димость и лабильность нервно-мышечного аппарата и ЦНС, а также на мно-гие секреторные процессы. Удаление паращитовидных желез приводит к клоническим судорогам, тетании и смерти. Паратгормон усиливает таюке вы-ведение фосфата почками. Паратгормон вместе с кальцитонином регулируют содержание каль-ция в крови, которое изменяется в узких границах. Падение уровня кальция в крови усиливает активность околощитовидной железы и в результате увели-чивается содержание паратгормона в крови. Повышение содержания кальция в крови, в свою очередь, приводит к угнетению продукции паратгормона и обуславливает усиленное образование кальцитонина. Вилочковая железа. Гормон этой железы тимозин участвует в управлении иммунологическими реакциями, а также в реализации воздейст-вия некоторых гормонов. Имеются данные, указывающие на значение вилоч-ковой железы в процессах развития организма и в приспособлении к вредным воздействиям. Под влиянием различных сильнодействующих факторов и воздейст-вием физических нагрузок вес вилочковой железы уменьшается. Предполага-ется, что, несмотря на уменьшение веса, активность тимуса в этих случаях увеличивается. Эпифиз. Гормон эпифиза мелатонин угнетает развитие половых же-лез, предотвращая преждевременное половое развитие, участвует также в ре-гуляции электролитного и углеводного обмена. Секреторная активность эпифиза зависит от освещенности. Под влия-нием света продукция мелатонина уменьшается. Цикличность активности эпифиза, соответствующая смене периодов дня и ночи, представляет собой своеобразные «биологические часы» организма.
Гипофиз содержит три доли - переднюю, промежуточную и заднюю. Передняя доля гипофиза, или аденогипофиз, выполняет в эндок-ринном «оркестре» как бы роль дирижера. Такую роль он осуществляет с по-мощью тропных гормонов, регулирующих активность коры надпочечников (кортикотропина), половых желез (гонадотроптюв: фоллитропина, лютро-пина и пролактина) и щитовидной железы (тиротропина). Кроме того, аде-ногипофиз выделяет соматотропин, или гормон роста. Под влиянием соматотропина у детей происходит ускорение роста. При недостаточной выработке этого гормона в раннем возрасте происходит задержка роста - карликовый рост. В отличие от задержки роста при крети-низме, наблюдающемся при гипофункции щитовидной железы, умственное развитие карликов нормальное. При избыточной продукции этого гормона в детском возрасте развивается гигантизм (рост человека может достигать ино-гда даже 240-250 см). Избыточная продукция соматотропного гормона после завершения роста скелета может вести к заболеванию, называемому акроме-галией. Она проявляется в непропорциональном увеличении размеров дис-тальных частей тела (пальцев, кистей, стоп, носа, нижней челюсти). Сомато-тропин действует на процессы роста непосредственно, а также через сомато-медины, которые образуются в печени под влиянием соматотропина. Сома-томедин-С стимулирует также перемещение глюкозы через клеточные мем-браны подобно действию инсулина. Поэтому его называют инсулин-подобным фактором роста. Соматотропин повышает синтез белков, способствует транспорту аминокислот в клетку, усиливает освобождение жирных кислот из жировой ткани и в определенных условиях угнетает использование углеводов тканя-ми. Факторами, стимулирующими или угнетающими продукцию и выде-ление тропных гормонов передней доли гипофиза, являются специфические нейрогормоны (либерины и статины), выделяемые нейросекреторными клет-ками гипоталамуса (табл. 12.1). Нейрогормоны являются факторами, посред-ством которых ЦНС участвует в регуляции эндокринных желез. Продукция тропных гормонов регулируется также содержанием гормона, образующегося под их влиянием (рис. 12.5). В передней доле гипофиза, а также в ряде клеток ЦНС и некоторых других тканей образуются две группы нейропептидов - эндорфшы и энкефа-лты. Они способны понижать болевую чувствительность, модулировать функции ЦНС, участвовать в регуляции некоторых функций и изменять пси-хическую настройку. Эндорфин имеет важное значение в появлении чувства удовлетворения, радости и повышенного настроения (эйфории).
Таблица 12.1 Нейрогормоны гипоталамуса и их действие
Гипоталамические нейросекреторные клетки -
ННЯСчП I Нейрогормоны (рилизинг I факторы) Обратное ингибирующее действие
Тропины Периферические железы Гормоны ТКАНИ Рис. 12.5. Схема обратной связи: ингибирующий эффект, оказывае-мый гормонами на образование агентов, стимулирующих их секрецию 245 Промежуточная доля гипофиза у человека развита слабо. Ее продукт - меланотропин способствует образованию коричневого пигмента, который обуславливает потемнение окраски кожи. Задняя доля гипофиза, или нейрогипофиз, выделяет два нейрогор-мона, местом образования которых являются нейросекреторные клетки гипо-таламуса. Один из них - вазопрессин - регулирует содержание воды в орга-низме и объем жидкости в кровеносных сосудах. При обеднении организма водой, т.е. при повышении осмотического давления крови, секреция этого гормона усиливается. Основное действие вазопрессина осуществляется на уровне почечных канальцев, в которых он усиливает реабсорбцию воды и тем самым уменыиает образование мочи. Другой гормон задней доли гипофиза - окситоцин - способствует со-кращению мускулатуры матки во время родов. Во время лактации он способ-ствует отделению молока, повышая тонус гладких мышц соска. 12.2. Значение и место гормонов в регуляции обмена веществ Обмен веществ основывается на биохимических реакциях, осуществ-ляемых при катализирующем действии ферментов. Только в узких границах условий внутренней среды ферменты обладают достаточной каталитической активностью. Эти необходимые условия (температура, рН, осмотическое дав-ление, ионный состав, напряжение кислорода, содержание воды) составляют жесткие гомеостатические константы организма. Этим жестким парамет-рам присущ весьма ограниченный диапазон между уррвнем константного состояния и отклонением, не совместимьш с жизнью. Наряду с жесткими константами внутренняя среда характеризуется также пластическими кон-стантами, обладающими широким диапазоном изменчивости. Всякое измене-ние условий существования организма и любая активация процессов жизне-деятельности создает угрозу смещения констант внутренней среды. Чтобы исключить это, скомпенсировать смещающее воздействие и восстановить константное состояние, включаются приспособительные реакции. Совокуп-ность скоординированных физиологических функций, направленных на обеспечение постоянства жестких констант внутренней среды организма, обозначается термином «гомеостатическая регуляция». При этом широко используется изменчивость пластических констант внутренней среды. Гомеостатической регуляцией обеспечивается необходимость в гиб-кой регуляции обменных процессов. Однако необходимость в регуляции об-менных процессов обуславливается также выполнением различных актов жизнедеятельности.
246
также в результате увеличения или уменьшения количества молекул фермен-та. Как было отмечено, активность ферментов зависит от условий среды. Кроме этого важно присутствие коферментов. Во многих случаях в их роли выступают витамты. Уровнями регуляции обменных процессов являются: 1) клеточная ав-торегуляция; 2) гормональная регуляция; 3) нервная регуляция. Клеточная авторегуляция основывается на противоположных влия-ниях субстратов (С) и продуктов (П) на ферменты, катализирующие биохи-мические реакции. Если биохимическую реакцию представить как: Ф, С :<=* П, ф2 то фермент Фь катализирующий превращение субстрата в продукт, активи-руется высоким содержанием субстрата и низким содержанием продукта. В то же время фермент Ф^, катализирующий обратное направление реакции (продукт превращается обратно в субстрат), ингибируется этими же воздей-ствиями. Если содержание продукта начинает превышать содержание суб-страта, то происходят противоположные изменения: активность фермента Ф) ингибируется, а активность фермента Ф2 повышается, вследствие этого оста-навливается реакция в первоначальном направлении и заменяется реакцией в противоположном направлении. Биохимические реакции составляют целостные целенаправленные системы, поэтому регулируется не каждая отдельная реакция через катализи-рующий ее фермент, а система (цепь или цикл) реакций в целом. Основной целью авторегуляции является обеспечение постоянства , биохимической среды внутри клеток, в частности - отношение между суб- ; стратами и продуктами различных реакций. Однако клеточная авторегуляция не удовлетворяется, если необходима значительная мобилизация ресурсов организма. В частности, при выполнении спортивных упражнений или дру- ; гих форм напряженной мышечной работы необходимо продолжительное и интенсивное протекание биохимических реакций в одном направлении. Так, , пробегание 400-метровой дистанции с соревновательной скоростью возмож- ' но только тогда, когда гликогенолиз в мышцах не ингибируется по мере на- 1 копления лактата. Таким образом, для обеспечения достаточно эффективной | мобилизации ресурсов необходимо вмешательство в клеточную авторегуля- | цию. Это становится возможным через гормональную и нервную регуляцию. !
г I 247 смотря на накопление лактата при беге на 400 м становится возможной бла-годаря действию адреналина на активность гликоген-фосфорилазы в рабо-тающих мышцах. Важным фактором, регулирующим интенсивность образования и сек-реции гормонов, является характер регулируемых ими проЦессов. Как только изменения, вызываемые каким-либо гормоном, достигают определенной ве-личины, образование и выделение этого гормона уменьшается. В ряде случа-ев увеличивается продукция другого гормона, регулирующего противопо-ложно направленный процесс. Таким образом, высокие содержания в крови продуктов обменных процессов, образующихся под влиянием гормона, не-редко подавляют активность соответствующей железы, а низкое содержание этих продуктов может быть стимулом активации ее деятельности (первый вариант механизма отрицательной обратной связи). Щитовидная железа, кора надпочечников и половые железы регули-руются тропными гормонами передней доли гипофиза. В этом взаимодейст-вии важную роль играет основное влияние уровня гормонов щитовидной же-лезы, коры надпочечников и половых желез на продукцию соответствующих тропных гормонов (см. рис. 12.5). Высокий уровень концентрации гормонов указанных желез в крови подавляет, а низкий уровень - усиливает секрецию тропных гормонов (второй вариант механизма отрицательной обратной свя-зи). Таким образом, гормональная регуляция также связана с механизма-ми, ограничивающими значительную мобилизацию ресурсов организма. По-этому контроль продукции гормонов необходим со стороны ЦНС.
Существуют два канала влияния ЦНС на эндокринные функции. Одни эндокринные железы активируются через вегетативные нервы, иннервирую-щие эндокринные железы, другие - двухэтапным механизмом. Первый этап заключается в образовании тйрогормонов нейросекреторными клетками промежуточного мозга (гипоталамуса), которые управляют секрецией троп-ных гормонов аденогипофиза. Вторым этапом является стимуляция активно-сти периферических эндокринных желез тропными гормонами аденогипофи-за(рис. 12.6).
Головной мозг Гипоталамус Нейросекрет Гипофиз
Кровеносные сосуды Кортикотропин Вегетативный нерв Спинной мозг Кора надпочечников Мозговой слой надпочечников Кровеносные сосуды
Нерв I Рис. 12.6. Два канала передачи воздействий центральной нервной системы к периферичвским органам и тканям: прямой нейрональный (I) и нейрогормональный (II) I. Нервные импульсы, возникающие на разных уровнях центральной нервной системы, направляются по периферическим нервам к органам и тканям. II. Возбуждение, возникающее в разных отделах головного мозга, оказывает влияние на периферические органы и ткани через эндокринные железы, т.е. путем гормональной регуляции. Этим управляет гипоталамус, который пере-дает влияния центрапьной нервной системы на эндокринные железы по двум путям: 1) непосредственно через вегетативные нервы, доходящие до эндок-ринных желез, 2) нейросекреторным путем - клетки гипоталамуса, обладаю-щие нейросекреторной активностью, выделяют специфические нейрогормоны, которые через кровоток поступают в аденогипофиз, изменяя интенсивность секреции его тропных гормонов. Последние доходят через кровообращение к эндокринным железам, усиливая продукцию соответствующих гормонов. Кровь переносит гормоны к органам и тканям, подвергаемым их регуляторно-му влиянию. 249 -' 12.3. Эндокринные функции при мышечной ^ деятельности '^ ,ч?; ;. • отт йля пош^ф^цп згйшшжзсру шяэнпшш ж»1 .азойя Околопредельная или предельная мобилизация функций и ресурсов организма при напряженной работе мышц возможна только при существен- ных изменениях эндокринных функций. Прежде всего это связано с энерге- тическим обеспечением мышечной деятельности. К этому прибавляются гормональные изменения, управляющие пластическим обеспечением интен- сивно работающих клеточных структур специфическими гомеостатическими реакциями, а после окончания работы - восстановительными процессами. Активация эндокринных функций во время мышечной работы зависит от ее мощности и продолжительности. Пороговая мощность, необходимая для быстрого усиления секреции гормонов, лежит в пределах от 50 до 70% от максимального потребления кислорода (рис. 12.7). Если в результате тре-нировки аэробная работоспособность увеличивается, то пороговая интенсив-ность (50-70% от МПК) будет соответствовать более высоким мощностям ра-боты. В связи с этим повышается порог интенсивности работы, вызывающий гормональную реакцию, т.е. гормональные изменения больше не наблюдают-ся при мощностях работы, которые раньше были надпороговыми. Однако, 
МКГ/Л 14 12 10 8
4 2 0
х <и О.
а о ни о; ев о.
I х о
20 40 60 80 100 120 140 Мощность работы, %МПК Рис. 12.7. Зависимость концентрации норадреналина в крови от уровня потребления кислорода во время работы, выраженного в процентах от МПК 250 если выполняется работа, мощность которой выше уровня, соответствующего 50-70% от новой величины МПК, то гормональные изменения появляются вновь. При выполнении упражнений с предельной или околопредельной ин-тенсивностью у более тренированных обнаруживаются более быстрые и зна-чительные гормональные изменения по сравнению с менее тренированными (рис. 12.8). Адренапин, нг/мл 1,2 - Ш№ФФ"'''•'• О^фуг.й*/.5Ш' кгм/мин 50Т 1920±80 1483+83 95% 0,8 - 100% 77% ——г-- Г--'- 0,4 - Рис. 12.8. Влияние 5-минутного упражнения на концентрацию адреналина в крови (нг на 1 мл) до и после 7-недельной тренировки на выносливость, увеличивающей МПК от 3,46+0,21 до 4,23+0,13 л/мин. Мощности работы указаны над столбиками Ио^ в кгм/мин и на вершинах столбиков - в % МПК |м^ :г Основой более выраженных и продолжительных гормональных изме-нений при предельных упражнениях является увеличение функциональных возможностей эндокринных систем в результате тренировки. ! При продолжительной мышечной работе выявляется зависимость из-менений содержания гормонов в крови от продолжительности работы. По-этому следует иметь в виду, что наряду с порогом по интенсивности имеет место и порог по продолжительности работы. При превышении этого порога содержание гормонов в крови изменяется несмотря на подпороговую мощ-ность работы (рис. 12.9). При надпороговых мощностях работы достижение порога интенсивности отражается в увеличении гормональных изменений. 251
Порог продолжи- тельности
Надпороговая интенсивность о о. О а о
а О а. Подпороговая интенсивность Продолжительность упражнения \. ^^яГА,-^. Рис. 12.9. Порог продолжительности При подпороговой интенсивности работы гормональные изменения появляются через определенный период времени работы (после достижения порога продолжительности). При надпороговой интенсивности работы после достижения порога продолжительности прирост концентрации гормона усиливается или появляется вторичное увеличение со-держания гормона в крови Центральная моторная команда, которая передается по пирамидному тракту от моторной зоны коры болыиих полушарий к мотонейронам спинно-го мозга, передается также на эндокринные железы. Нервная импульсация, сопровождающая центральную моторную команду, передается промежуточ-ному мозгу (гипоталамусу). В ответ усиливается активность центральных нервных структур, управляющих симпато-адреналовой системой, а также нейросекреторными клетками гипоталамуса. Последние реагируют секрецией нейрогормонов (либеринов), поступающих через специальную систему кро-веносных сосудов в гипофиз и стимулирующих продукцию тропных гормо-нов, в первую очередь кортикотропина. Общим результатом этих регулятор-ных изменений является то, что уже через десять секунд от начала мышеч-ной работы в крови увеличивается концентрация норадреналина и адренали-на, а чуть позже - и кортикотропина. В течение минуты могут повышаться 252 уровни кортизола и эндорфинов в крови. В дальнейшем концентрация этих, а также других гормонов устанавливаются на необходимом уровне под влия-нием обратных нервных воздействий, берущих начало от проприорецепторов и метаболарецепторов мышц и направляемых к центральным нервным струк-турам. Важное значение имеют смещение рН, ионные сдвиги, а также накоп-ление различных метаболитов. Под влиянием этих воздействий, а также под прямым воздействием метаболических изменений, отражающихся на актив-ности эндокринных желез, постепенно нарастают уровни соматотропина, альдостерона и вазопрессина в крови. Более медленно активируется щито-видная железа. I В отличие от других гормонов уровень инсулина в крови снижается.
;Эг"*:*г.аг..Оф: !'• ".^: ^ЗРп-^аУ :«й«!Ш*Т жүктеу/скачать 1.63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
