Эндокринная система

Гормоны — биологически активные вещества, выделяемые эндокринными железами в кровь и оказывающие регуляторное действие на органы-мишени. Свойства гормонов. Первое — высокая биологическая активность: действуют в ничтожных концентрациях (нано- и пикомоли). Второе — дистантность действия: переносятся кровью к органам-мишеням, расположенным вдали от железы. Третье — специфичность: каждый гормон действует только на клетки с соответствующими рецепторами. Четвёртое — кратковременность действия: быстро разрушаются. Классификация по химической природе: белково-пептидные — инсулин, гормоны гипофиза; стероидные (из холестерина) — кортикостероиды, половые гормоны; производные аминокислот — адреналин, тироксин. Белково-пептидные гормоны не проникают в клетку (рецептор на мембране); стероидные и тиреоидные — проникают в клетку и влияют на транскрипцию генов.

Гипоталамо-гипофизарная система — высший центр нейроэндокринной регуляции; связывает нервную и эндокринную системы. Гипоталамус: часть промежуточного мозга; вырабатывает рилизинг-гормоны (либерины) — стимулируют гипофиз; и ингибирующие гормоны (статины) — тормозят гипофиз. Гипофиз: маленькая железа (около 0,5 г) у основания мозга. Передняя доля (аденогипофиз): тиреотропный гормон (ТТГ) — стимулирует щитовидную железу; адренокортикотропный гормон (АКТГ) — стимулирует кору надпочечников; фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ) — регулируют половые железы; соматотропный гормон (СТГ) — гормон роста; пролактин — стимулирует лактацию. Задняя доля (нейрогипофиз): хранит и выделяет АДГ (антидиуретический гормон) и окситоцин, вырабатываемые в гипоталамусе.

Отрицательная обратная связь — основной механизм поддержания гормонального гомеостаза. Принцип: гипоталамус выделяет рилизинг-гормон; гипофиз выделяет тропный гормон; периферическая железа выделяет гормон; высокая концентрация гормона тормозит гипоталамус и гипофиз; выработка снижается. Пример с тироксином: тиролиберин (гипоталамус) — ТТГ (гипофиз) — тироксин (щитовидная железа); высокий тироксин тормозит тиролиберин и ТТГ. Пример с инсулином: высокая глюкоза в крови — бета-клетки поджелудочной — инсулин; снижение глюкозы — снижение выработки инсулина. Нарушение обратной связи: дефицит гормона периферической железы — нет обратного торможения — гиперактивация гипофиза; пример: дефицит йода → мало тироксина → нет торможения ТТГ → гипофиз усиленно выделяет ТТГ → компенсаторное увеличение щитовидной железы (эндемический зоб).

Щитовидная железа расположена в передней части шеи на трахее. Вырабатывает гормоны. Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3): содержат йод; повышают интенсивность обмена веществ; увеличивают потребление кислорода тканями; необходимы для нормального роста и развития; особенно важны для развития мозга у плода и детей. Кальцитонин: снижает уровень кальция в крови (тормозит разрушение кости). Гипофункция у взрослых — гипотиреоз (микседема): замедление обмена, вялость, ожирение, отёки, снижение умственной деятельности. Гипофункция у детей при врождённом дефиците — кретинизм: тяжёлая задержка умственного и физического развития. Эндемический зоб — увеличение щитовидной железы при дефиците йода в пище. Гиперфункция — тиреотоксикоз (болезнь Базедова): учащение сердцебиения, потеря веса, нервозность, пучеглазие (экзофтальм), зоб.

Надпочечники — парные железы над почками; два функционально разных слоя. Корковое вещество (кора): первое — клубочковая зона: альдостерон (минералокортикоид); регулирует реабсорбцию натрия и выделение калия в почках; поддерживает объём крови и артериальное давление. Второе — пучковая зона: кортизол (глюкокортикоид); мобилизация энергии при стрессе; расщепление белков и жиров до глюкозы; противовоспалительный эффект; угнетение иммунного ответа. Третье — сетчатая зона: половые гормоны (андрогены, эстрогены) в небольшом количестве. Мозговое вещество: адреналин и норадреналин (катехоламины); выделяются при остром стрессе («бей или беги»); тахикардия, повышение давления, расширение бронхов, мобилизация глюкозы. Внимание! Адреналин — острый стресс; кортизол — длительный стресс.

Поджелудочная железа — смешанная железа: экзокринная часть вырабатывает пищеварительные ферменты; эндокринная часть — островки Лангерганса (около 1–2% массы железы). Альфа-клетки островков Лангерганса: вырабатывают глюкагон; повышает уровень глюкозы в крови; расщепляет гликоген в печени до глюкозы (гликогенолиз); стимулирует синтез глюкозы из неуглеводных субстратов (глюконеогенез). Бета-клетки островков Лангерганса: вырабатывают инсулин; снижает уровень глюкозы в крови; стимулирует поглощение глюкозы клетками; стимулирует синтез гликогена в печени; стимулирует синтез жиров. Инсулин и глюкагон — антагонисты: вместе поддерживают уровень глюкозы в норме (3,9–5,5 ммоль/л). При диабете 1-го типа бета-клетки разрушаются; при диабете 2-го типа клетки теряют чувствительность к инсулину.

Гормоны делятся по механизму действия на два типа. Первый тип — гормоны, не проникающие в клетку: белково-пептидные (инсулин, гормоны гипофиза) и катехоламины (адреналин); рецептор на поверхности клеточной мембраны; гормон связывается с рецептором; активируется аденилатциклаза; синтезируется циклический АМФ (вторичный посредник); активируются протеинкиназы; фосфорилирование белков-ферментов изменяет клеточные процессы; эффект быстрый, но кратковременный. Второй тип — гормоны, проникающие в клетку: стероидные (кортизол, тестостерон, эстрогены) и тиреоидные (тироксин); проходят через липидную мембрану; связываются с внутриклеточным рецептором; комплекс гормон-рецептор входит в ядро; регулирует транскрипцию генов; изменение синтеза белков; эффект медленнее (часы), но продолжительнее.

Соматотропный гормон (СТГ, гормон роста) вырабатывается передней долей гипофиза; стимулирует рост костей в длину за счёт эпифизарных пластин роста; анаболический эффект (рост мышечной массы). Нарушения при избытке СТГ. В детстве — открытые зоны роста: гигантизм — пропорциональный рост выше 200–250 сантиметров; другие органы работают нормально. После закрытия зон роста (у взрослых): акромегалия — непропорциональный рост костей лица, кистей, стоп, носа, надбровных дуг; характерный внешний вид. Нарушения при недостатке СТГ. В детстве: гипофизарный нанизм (карликовость) — пропорциональное отставание в росте; умственные способности нормальные; лечение: рекомбинантный СТГ в детском возрасте. Внимание! Гигантизм — избыток СТГ у ребёнка; акромегалия — избыток СТГ у взрослого.

Мужские половые железы — семенники: вырабатывают тестостерон (андроген) и сперматозоиды. Функции тестостерона: развитие мужских вторичных половых признаков (борода, низкий голос, телосложение); анаболический эффект (рост мышечной массы); регуляция сперматогенеза; половое влечение. Женские половые железы — яичники: вырабатывают эстрогены и прогестерон. Эстрогены: развитие женских вторичных половых признаков; регуляция первой половины менструального цикла; подготовка эндометрия матки к беременности. Прогестерон: поддержание беременности; подавляет созревание новых фолликулов при беременности; регуляция второй половины менструального цикла. Регуляция: ФСГ и ЛГ из гипофиза управляют функцией половых желёз; выработка регулируется по принципу обратной связи. Половые гормоны — стероиды (производные холестерина).

Сахарный диабет — хроническое заболевание с повышенным уровнем глюкозы в крови (гипергликемия). Диабет 1-го типа: аутоиммунное разрушение бета-клеток островков Лангерганса; абсолютный дефицит инсулина; чаще в молодом возрасте; лечение — введение инсулина (подкожно или через помпу); нельзя принимать инсулин в таблетках (разрушается протеазами желудка). Диабет 2-го типа: инсулинорезистентность — клетки тела теряют чувствительность к инсулину; инсулин вырабатывается, но неэффективен; факторы риска: ожирение, гиподинамия, наследственность; лечение: снижение веса, диета, метформин, другие препараты, иногда инсулин. Симптомы: частое мочеиспускание (полиурия), постоянная жажда (полидипсия), потеря веса, слабость. Осложнения: поражение почек (нефропатия), сосудов, нервов, потеря зрения (ретинопатия).

Паращитовидные железы — четыре маленькие железы, расположенные позади щитовидной железы; вырабатывают паратгормон (ПТГ). Паратгормон повышает уровень кальция в крови: стимулирует остеокласты (разрушают кость, высвобождая кальций); усиливает реабсорбцию кальция в канальцах почек; активирует витамин D (который усиливает всасывание кальция в кишечнике). Кальцитонин (щитовидная железа) понижает уровень кальция в крови: тормозит разрушение кости; усиливает выделение кальция с мочой. Антагонизм: паратгормон и кальцитонин вместе поддерживают уровень кальция в норме (2,1–2,6 ммоль/л). Значение нормального кальция: сокращение мышц и нервная проводимость; свёртывание крови; прочность костей и зубов. Гиперпаратиреоз — повышенный паратгормон: разрушение костей, камни в почках, мышечная слабость.

Стресс — неспецифическая реакция организма на сильный раздражитель. Ганс Селье описал общий адаптационный синдром с тремя стадиями. Первое — реакция тревоги (острый стресс): симпатическая нервная система активирует надпочечники; мозговое вещество выбрасывает адреналин и норадреналин; тахикардия, расширение зрачков, повышение давления, усиление притока крови к мышцам. Второе — стадия резистентности: кора надпочечников выделяет кортизол; мобилизация энергии (расщепление белков и жиров в глюкозу); противовоспалительный эффект; организм адаптируется к стрессору. Третье — стадия истощения: при хроническом стрессе резервы истощаются; снижение иммунитета; нарушение обмена веществ; риск болезней. Хронически высокий кортизол вреден: иммунодепрессия; повреждение нейронов гиппокампа; остеопороз; предрасположенность к диабету 2-го типа.

Внимание! Первая ошибка — путать инсулин и глюкагон. Инсулин снижает уровень сахара в крови (стимулирует поглощение глюкозы клетками); глюкагон повышает сахар (расщепляет гликоген в печени). Вторая ошибка — считать, что кора и мозговое вещество надпочечников вырабатывают одно и то же. Кора — кортикостероиды (альдостерон, кортизол, половые гормоны); мозговое вещество — адреналин и норадреналин. Третья ошибка — думать, что диабет всегда вызван нехваткой инсулина. Диабет 1-го типа — нет инсулина; диабет 2-го типа — инсулинорезистентность (инсулин есть, но клетки его не воспринимают). Четвёртая ошибка — путать гигантизм и акромегалию. Гигантизм — избыток СТГ в детстве до закрытия зон роста (пропорциональное увеличение роста); акромегалия — избыток СТГ у взрослых (непропорциональный рост отдельных частей тела).