Эндокринный аппарат - это совокупность желез внутренней секреции, которые не имеют выводных протоков и выделяют свои продукты, (гормоны.) непосредственно в кровь и тканевую жидкость.
К железам внутренней секреции (эндокринным) относятся: гипофиз, эпифиз, щитовидная и околощитовидные железы, тимус, надпочечники, островковая часть поджелудочной железы и внутрисекреторная часть половых желез (рис. 103). Для них характерно богатое кровоснабжение.
Гормоны - органические вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции. По химической природе гормоны являются: аминокислотами (гормон щитовидной железы тироксин, гормон надпочечников адреналин); белками и пептидами (окситоцин, антидиуретический и адренокортикотропный гормоны, глюкагон, инсулин, гонадотропины, гормон роста); стероидами (гормоны коры надпочечников) и производными жирных кислот (простагландины). Свойства гормонов: высокая физиологическая активность; специфическое влияние на определенный тип обменных процессов или определенную ткань; как общее (дистантное), так и местное действие на рядом расположенные клетки органа; выделяемые в кровь гормоны доставляются во все части тела. Некоторые гормоны - тироксин или соматотропин влияют на обмен веществ всех клеток тела. Действие же большинства гормонов избирательно - циркулирующий в крови секретин воздействует только на клетки поджелудочной железы. Орган, реагирующий на определенный гормон, называют органом-мишенью этого гормона. Восприятие гормонов осуществляется гликокаликсом (надмембранным комплексом) клеток. Гормоны быстро разрушаются в тканях. Действие гормонов основано на способности к быстрым изменениям своей структурной организации, на повышении проницаемости мембран, стимуляции активности ферментов, активации или угнетении функциональной активности генов.
Согласно современной классификации, в эндокринном аппарате выделяют два отдела (звена): центральный и периферический. К центральному звену относятся: гипоталамус (нейросекреторные ядра), гипофиз и эпифиз. Центральное звено является регуляторным в эндокринной системе. Периферическое звено включает: железы, оформленные в виде органов - щитовидная и околощитовидные железы, надпочечники; скопления клеток, продуцирующих гормоны, в поджелудочной железе, тимусе (вилочковой железе) и половых железах - железы смешанной секреции; одиночные клетки, продуцирующие гормоны в стенке пищеварительного канала, в стенке дыхательных и мочевыводящих путей и др. (диффузная эндокринная система). Это гормоны местного действия (гастрин повышает секрецию желудочных и поджелудочной желез, усиливает моторику желудка, тонкой кишки и желчного пузыря; ренин вызывает сосудосуживающий эффект в почках и т. п.).
Гипоталамус - отдел промежуточного мозга, являющийся высшим центром регуляции эндокринных функций. Его нейросекреторные клетки вырабатывают гормоны, которые активируют (либерины) или тормозят (статины) выработку гормонов передней доли гипофиза.
Рис. 103. Железы внутренней секреции: 1 - эпифиз; 2 - вилочковая железа (тимус); 3 - поджелудочная железа; 4 - половые железы; 5 - надпочечники; 6 - щитовидная железа; 7 - гипофиз
Эпифиз - шишковидное тело, относящееся к промежуточному мозгу. Гормоны эпифиза (меланотонин и серотонин) тормозят половое созревание, регулируют суточную и сезонную активность организма и обеспечивают экономную и рациональную жизнедеятельность.
Околощитовидные железы числом от 1 до 10, вырабатывают гормон паратирин, который повышает уровень кальция в крови, активирует рассасывание костной ткани, регулирует обмен фосфора (выведение почками) и кальция (отложение в тканях). Удаление околощитовидных желез ведет к тетании (судороги, разрушение зубов, похудение, резкое снижение содержания кальция в плазме крови).
Тимус (вилочковая железа) вырабатывает гормоны тимозин и тимопоэтин, которые обеспечивают дифференцировку Т-лимфоцитов.
Главная роль среди желез внутренней секреции принадлежит гипофизу, гормоны которого стимулируют деятельность всех других желез внутренней секреции.
Железы внутренней секреции осуществляют гуморальную регуляцию обмена веществ, роста, размножения, развития организма, деятельности систем органов и совместно с нервной системой обеспечивают ответные реакции организма или его клеток на раздражение. Для гуморальной регуляции характерны следующие особенности: гормоны действуют постепенно (в течение минут и часов): скорость тока крови, которая переносит гормоны, не превышает 0,5 м/с; влияние гормонов более продолжительно, чем действие нервного импульса; деятельность желез внутренней секреции находится под контролем нервной системы; отсутствует точный объект воздействия.
Гипофиз имеет массу 0,5-0,7 г, находится на основании головного мозга и состоит из трех долей: передней, средней и задней. Гормоны передней доли регулируют деятельность щитовидной железы (тиреотропный гормон), коры надпочечников (адренокортикотропный гормон), половых желез (гонадотропные: лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны), обмен веществ всех клеток и рост (соматотропный гормон). При недостатке гормона роста у детей развивается карликовость (при этом не нарушаются ни пропорции тела, ни психика детей). При избытке гормона роста в детском возрасте в дальнейшем развивается гигантизм, а избыток этого гормона у взрослых людей вызывает акромегалию (непропорциональное увеличиние носа, языка, кистей рук, внутренних органов - печени, сердца и др.). Гормоны средней доли - меланотропный, регулирующий пигментацию кожи, и липотропин, усиливающий обмен липидов. Гормоны задней доли - вазопрессин (антидиуретический), регулирующий образование мочи (усиливает реабсорбцию) и артериальное давление, и окситоцин, регулирующий сокращения гладких мышц матки (усиливает сокращения матки и обеспечивает изгнание плода). Если антидиуретический гормон вырабатывается в недостаточном количестве, возникает несахарный диабет, при котором больной за сутки выделяет 20-30 л мочи. При повышенной продукции вазопрессина мочи вырабатывается очень мало - до 250 мл в сутки.
Щитовидная железа располагается на передней поверхности трахеи и боковых стенках гортани. Ее масса 30-60 г. Внутри железы имеются небольшие пузырьки - фолликулы, являющиеся структурно-функциональными единицами щитовидной железы. Стенки фолликулов образованы железистым эпителием и заполнены особым коллоидным веществом. В нем содержатся гормоны тироксин, трииодтиронин и кальцитонин (он снижает уровень кальция в крови, являясь антагонистом гормонов околощитовидных желез). Тироксин (в его состав входит йод) влияет на рост костей и формирование скелета, развитие, обмен веществ всех клеток и функции нервной и сердечно-сосудистой систем. При его недостатке в детском возрасте наблюдается кретинизм (карликовость, характеризующаяся нарушением пропорций тела и отставанием в психическом развитии). У взрослого человека, недостаток тироксина вызывает микседему (слизистый отек), сопровождающийся замедлением обмена веществ, слабостью, сонливостью, увеличением массы тела, сухостью кожи, выпадением волос, возможным нарушением психической деятельности. При избытке тироксина развивается базедова болезнь; у больных повышаются обмен веществ и возбудимость, учащается пульс, наблюдаются пучеглазие, дрожание рук, потливость, они худеют, несмотря на хороший аппетит. В местностях, где почва и вода содержат мало иода, отмечается компенсаторное увеличение щитовидной железы - эндемический зоб. Для профилактики данного заболевания в этих местностях необходимо использовать в пищу иодированную поваренную соль, а также морскую капусту.
Надпочечники - парные железы массой около 12 г. Они расположены у верхнего полюса почек. Надпочечники имеют наружный - корковый и внутренний - мозговой слои. В корковом слое образуются минералокортикоиды (альдостерон) и глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон). Они регулируют углеводный, жировой, белковый, водно-солевой обмен, препятствуют развитию воспалительных процессов. В этом слое надпочечников вырабатываются и половые гормоны (андрогены у мужчин, эстрогены и прогестерон у женщин), влияющие на развитие вторичных половых признаков. При недостатке гормонов коркового слоя развивается бронзовая (аддисонова) болезнь: кожа больных приобретает бронзовый оттенок, они худеют, теряют аппетит, у них понижается содержание сахара (глюкозы) в крови, падает кровяное давление, развиваются слабость и быстрая утомляемость.
Клетки мозгового слоя выделяют норадреналин, повышающий тонус мелких артериальных сосудов и артериальное давление, и адреналин, который повышает артериальное давление, сужает кровеносные сосуды, способствует расщеплению гликогена, вызывает расслабление мускулатуры бронхов, ускоряет обмен веществ, угнетает перистальтику кишечника, увеличивает силу и частоту сердечных сокращений. При интенсивной физической нагрузке под действием адреналина из селезенки в сосуды поступает кровь, и объем крови в сосудах увеличивается. Адреналин также вызывает расширение капилляров кожи, мышц и сердца, увеличивая их кровоснабжение, а кровеносные сосуды брюшной полости и почек сужаются, уменьшается их кровенаполнение. Такое перераспределение крови позволяет поддерживать кровяное давление на нормальном уровне.
Поджелудочная железа является железой смешанной секреции. Эндокринная часть железы представлена островками. Их общая масса составляет примерно 3% (около 2 г) массы всей железы; большая часть островков расположена в хвостовом отделе. Гормоны поджелудочной железы регулируют углеводный обмен. Инсулин, вырабатываемый β-клетками островков Лангерганса, снижает количество глюкозы в крови, повышая проницаемость клеточных мембран и способствуя переходу глюкозы в ткани. При повышении содержания инсулина в крови наблюдается накопление гликогена в печени и мышцах. При снижении содержания инсулина развивается сахарный диабет, который характеризуется увеличением содержания глюкозы в крови, увеличением количества выделяемой мочи и появлением в ней сахара. В организме накапливаются кислые продукты обмена, больные пьют много воды, худеют. Для лечения этого заболевания используют инъекции инсулина.
Другой гормон поджелудочной железы - глюкагон (его вырабатывают а-клетки островков Лангерганса), действует противоположно инсулину: усиливает расщепление гликогена в печени, повышает уровень сахара (глюкозы) в крови.
Половые железы также являются железами смешанной секреции. Гормоны половых желез наиболее активно вырабатываются с периода полового созревания и определяют развитие вторичных половых признаков, репродуктивные возможности организма, обеспечивают оплодотворение, развитие зародыша и роды. Эндокринные клетки составляют 12-15% массы яичка, они вырабатывают мужской половой гормон - тестостерон и в небольшом количестве эстрогены. Клетки яичника, окружающие фолликул, вырабатывают эстрогены, желтое тело - прогестерон, а часть клеток - небольшое количество андрогенов.
В организме человека нервный и гуморальный механизмы регуляции процессов жизнедеятельности взаимосвязаны. Гормоны желез внутренней секреции влияют на нервные клетки. При избыточной выработке щитовидной железой тироксина человек становится раздражительным, чрезмерно эмоциональным. При снижении функции щитовидной железы поведение человека меняется: он становится вялым, пассивным.
Деятельность желез внутренней секреции контролирует нервная система, которой принадлежит ведущая роль в нейрогуморальной регуляции. Нервная система, воздействуя на рецепторы, находящиеся в железах внутренней секреции, стимулирует или тормозит образование гормонов. Тесная связь деятельности эндокринных желез и нервной системы подтверждается анатомическим соседством гипоталамуса (отдел промежуточного мозга) и гипофиза. Гипоталамус вырабатывает нейрогормоны, которые поступают в кровь. Нейрогормоны стимулируют деятельность гипофиза, и он вырабатывает собственные гормоны. Под влиянием гормонов гипофиза щитовидная железа, надпочечники, половые железы усиливают выработку своих гормонов, которые поступают в кровь и влияют на органы и ткани. Так осуществляется прямая связь между гипоталамусом, гипофизом и другими железами внутренней секреции. Существует также обратная связь. Например, щитовидная железа под влиянием тиреотропного гормона гипофиза вырабатывает тироксин, который в свою очередь тормозит образование тиреотропного гормона. Возникает сбалансированное состояние в работе этих двух желез внутренней секреции.
Нервный и гуморальный механизмы функционируют по принципу саморегуляции. Так, при избытке в крови глюкозы нервная система стимулирует функцию внутрисекреторной части поджелудочной железы. В кровь поступает больше инсулина, и сахар (глюкоза) под его влиянием откладывается в печени в виде гликогена (гликогенез). При усиленной мышечной работе, когда в организме возрастает потребность в глюкозе (энергии) и в крови ее становится недостаточно, усиливается деятельность надпочечников. Выделяется адреналин, который способствует превращению гликогена в глюкозу и поступлению ее в кровь.