ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

Интеграция клеток, тканей и органов в единый организм и приспособление его к изменениям внешней среды осуществляются за счет взаимодействия механизмов нервной и гуморальной регуляции. Гуморальная регуляция обеспечивается химическими веществами, поступающими во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, ликвор).

Высшей формой такой регуляции является гормональная. Гормоны - это органические вещества, секретируемые во внутреннюю среду организма железами внутренней секреции (эндокринными железами) и регулирующие функции удаленных органов и систем организма. Эндокринные железы расположены в разных участках тела человека (рис. 12) и для каждой железы характерен свой набор выделяемых гормонов.

Рис. 12 . Основные эндокринные железы в теле человека

В соответствии с преобладающими эффектами, гормоны делят на: эффекторные (влияют непосредственно на орган-мишень), тропные (регулируют секрецию эффекторных гормонов) и рилизинг-гормоны (либерины и статины).

ЦНС влияет на эндокринные железы через гипоталамус. Вырабатываемые им команды, через периферическую вегетативную нервную систему или гипофиз. Он состоит из передней (аденогипофиз), промежуточной (у человека практически отсутствует) и задней (нейрогипофиз) долей.

В аденогипофизе образуются адренокортикотропный (АКТГ), тиреотропный (ТТГ), соматотропный (СТГ или гормон роста) гормоны, а также пролактин и гонадотропины: фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны. Тропные гормоны (кроме СТГ) регулируют функции определенных эндокринных желез. На аденогипофиз избирательно влияют вырабатываемые гипоталамусом либерины (стимулируют выработку гормонов) и статины (тормозят секрецию).

АКТГ стимулирует образование глюкокортикоидов в коре надпочечников. Его секреция усиливается кортиколиберином гипоталамуса и сверхсильными раздражителями (стрессорами): холод, боль, физические нагрузки. Тормозят продукцию АКТГ глюкокортикоиды.

ТТГ активирует разрастание щитовидной железы и стимулирует выработку ей йодсодержащих гормонов (тироксина и трийодтиронина). Образование тиреотропина стимулируется тиреолиберином гипоталамуса и переохлаждением организма.

ФСГ вызывает рост и созревание половых клеток.

ЛГ стимулирует образование женских половых гормонов – эстрогенов, а у мужчин - мужских половых гормонов - андрогенов. Секреция ФСГ и ЛГ регулируется гонадолиберином, эстрогенами и андрогенами.

Пролактин стимулирует рост молочных желез, способствует образованию белков, жиров и углеводов молока. Образование пролактина регулируют пролактолиберин, пролактостатин и эстрогены.

СТГ усиливает образование белка в организме. Это способствует процессам роста и физического развития. Наиболее выражено влияние гормона на формирование скелета до полового созревания. Продукция СТГ регулируется соматолиберином и соматостатином. Гиперпродукция СТГ в детском возрасте усиливает пропорциональный рост тела (гигантизм), а у взрослого увеличиваются те части тела, которые еще способны расти (пальцы, кисти и стопы, нос, нижняя челюсть, язык, органы грудной и брюшной полостей) и возникает акромегалия. Гипофункция передней доли гипофиза в детстве задерживает рост - карликовость.

Гормоны окситоцин и антидиуретический гормон (АДГ) образуются в гипоталамусе, а затем транспортируются в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз). Здесь они накапливаются и в дальнейшем выделяются в кровь. АДГ стимулирует задержку воды в почках и концентрирует мочу, а также суживает артериолы. Секреция АДГ усиливается при повышении осмотического давления крови, уменьшении объемов вне- и внутриклеточной жидкостей, а также - снижении артериального давления. Недостаток АДГ проявляется потерей больших количеств воды (до 25 л в сутки) с мочой низкой плотности. Окситоцин вызывает сокращения мускулатуры матки при родах и способствует выведению молока. В мужском организме окситоцин может являться антагонистом АДГ.

Самой крупной эндокринной железой является щитовидная железа. Ее ткань вырабатывает йодсодержащие гормоны (тироксин и трийодтиронин) и тиреокальцитонин. Йодсодержащие гормоны усиливают обмен энергии и всех видов органических веществ в организме, регулируют процессы роста, физического и умственного развития, частоту сердечных сокращений, деятельность пищеварительного тракта, температуру тела и возбудимость нервной системы. Секреция гормонов щитовидной железы регулирует ТТГ. Если недостаточность функции железы развивается в детском возрасте, то задерживается рост, нарушаются пропорции тела, половое и умственное развитие (кретинизм). У взрослых при гипофункции щитовидной железы развивается микседема. При ней заторможена нервная и психическая активность, нарушены половые функции, угнетены всех видов обмена. Гипофункция щитовидной железы может развиться у людей, проживающих в местностях, где отмечается недостаток йода. Щитовидная железа при этом заболевании увеличена (эндемический зоб), но гормонов образуется мало. При гиперфункции щитовидной железы развивается Базедова болезнь. Для нее характерны: увеличение щитовидной железы, тахикардия, повышение обмена веществ, похудание при увеличенном аппетите, нарушение терморегуляции, повышенная возбудимость и раздражительность. Кальцитонин (тиреокальцитонин) снижает уровень кальция в крови за счет усиления использования его в костной ткани, а также выведения через почки и кишечник. Продукция данного гормона регулируется уровнем кальция в плазме крови.

Околощитовидные (паращитовидные) железы вырабатывают паратгормон. В костной ткани он усиливает деминерализацию кости и снижает потери кальция с мочой. Все это способствует повышению содержания данного иона в плазме крови. Паратгормон также стимулирует синтез витамина D3 (в печени и почках), усиливающего усвоение кальция кишечником. Высокие концентрации кальция в крови снижают секрецию паратгормона. Гипофункция околощитовидных желез повышает нервно-мышечную возбудимость, что проявляется подергиваниями и спазмами скелетных мышц. Гиперфункция околощитовидных желез приводит к остеопорозу.

В корковом слоенадпочечников продуцируются минералокортикоиды, глюкокортикоиды и небольшие количества половых гормонов.

Наиболее распространенный представитель минералокортикоидов альдостерон уменьшает выделение натрия и увеличивает потери калия (с мочой, потом и слюной). При этом в организме задерживается вода, что увеличивает объем циркулирующей крови и повышает артериальное давление. Гипонатриемия или гиперкалиемия стимулируют выработку альдостерона.

Глюкокортикоиды (например, кортизол) повышают содержание глюкозы в плазме крови, что обусловлено стимуляцией образования глюкозы из аминокислот в печени и угнетением утилизации глюкозы тканями. Эти же гормоны усиливают распад белков (особенно в мышцах). В результате снижается мышечная масса и уменьшается скорость заживления ран. Глюкокортикоиды уменьшают лихорадку и оказывают противоаллергическое действие, угнетают механизмы иммунитета и повышают чувствительность гладких мышц сосудов к адреналину (может возрасти артериальное давление). Образование глюкокортикоидов стимулирует АКТГ.

В детском возрасте половые гормоны коры надпочечников способствуют развитию вторичных половых признаков и стимулируют синтез белка в организме. Если избыточно образуются гормоны одноименного пола, то ускоряется половое развитие, если противоположного пола - то появляются вторичные половые признаки, присущие другому полу.

Основные гормонымозгового слоя надпочечников: адреналин и норадреналин. Физиологические эффекты адреналина и норадреналина близки к результатам активации симпатической нервной системы (стимулируют деятельность сердца, суживают многие сосуды, расслабляют бронхи, тормозят перистальтику и секрецию кишечника, расширяют зрачок, уменьшают потоотделение, усиливают процессы катаболизма и повышают содержание глюкозы в плазме крови), но проявляются более продолжительно.

Эндокринная функция поджелудочной железы заключается в продукции таких гормонов как инсулин и глюкагон. Инсулин влияет на все виды обмена, но прежде всего он способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах, что уменьшает концентрацию глюкозы в крови. Кроме того, инсулин стимулирует синтез белка и способствует накоплению жира. Гипергликемия увеличивает выработку инсулина, гипогликемия уменьшает ее. Недостаточная секреция инсулина приводит к заболеванию, названному сахарным диабетом. Глюкагон ускоряет распад гликогена в печени (это повышает содержание глюкозы в крови). Гипергликемия тормозит образование глюкагона, гипогликемия – увеличивает его.

Половые железы (гонады) - семенники у мужчин и яичники у женщин. Они вырабатывают, соответственно, мужские (андрогены) и женские (эстрогены) половые гормоны. Наиболее важным андрогеном является тестостерон. Он обеспечивает развитие первичных (рост половых органов) и вторичных (мужской тип оволосения, низкий голос, характерное строение тела, особенности психики и поведения) половых признаков, появление половых рефлексов и созревание мужских половых клеток. Он также увеличивает синтез белка (особенно в мышцах), что ускоряет физическое развитие. Половые гормоны замедляют рост скелета, но стимулируют образование эритроцитов. Продукция тестостерона регулируется ЛГ. При нехватке тестостерона у детей, наблюдается евнухоидизм (недоразвитие половых органов и вторичных половых признаков) - небольшое туловище и длинные конечности, увеличено отложения жира на груди, бедрах и нижней части живота, слабая мускулатура, высокий тембр голоса, увеличены молочные железы, отсутствует половое влечение. При заболевании, развившемся у взрослых, наблюдается снижение оволосения, мышечной силы и потенции, а половое влечение часто сохранено. Усиленная продукция мужских половых гормонов в детском возрасте приводит к преждевременному половому созреванию.

Эстрогены ускоряют рост яичников, молочных желез, а также внутренних и наружных половых органов. Данные гормоны влияют на эмоциональное и психическое состояние, ускоряют развитие скелета, способствуют оволосению и распределению жира по женскому типу. Недостаток эстрогенов с детского возраста приводит к недоразвитию половых органов, отсутствию половых циклов и недоразвитию молочных железы.

ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ

Более 100 лет назад физиолог Клод Бернар пришел к заключению, что «постоянство внутренней среды организма есть условие независимого существования», т.е. жизни. На основании этого введен термин гомеостаз. Под ним понимают динамическое постоянство внутренней среды организма. Универсальной внутренней средой организма является кровь. Она циркулирует по всему живому организму и любые, выходящие за границы гомеостаза, изменения ее свойств нарушают жизненно важные процессы практически во всех тканях человека. Наряду с гомеостатической, кровь выполняет транспортную и защитную функции.

Разновидностями транспортной функции являются дыхательная (перенос кислорода и углекислого газа), трофическая (перенос питательных веществ), экскреторная (транспорт конечных продуктов обмена, избытка воды, органических и минеральных веществ к органам выделения), регуляторная или гуморальная (доставка гормонов, пептидов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций) и терморегуляторная (перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым).

Защитная функция обеспечивает иммунные реакции и свертывание крови.

Объем крови в организме взрослого человека составляет 6-8% от массы тела. Относительная плотность крови - 1.050-1.060. Вязкость - 5 усл. ед. (вязкость воды принята за 1 усл. ед.).

Осмотическое давление крови (сила, с которой растворитель переходит через полунепроницаемую мембрану в более концентрированный раствор) близко к 7,6 атм. Оно приблизительно на 60% создается хлористым натрием и определяет распределение воды между тканями и клетками. Если эритроциты поместить в солевой раствор, имеющий осмотическое давление, одинаковое с кровью, они не изменяют свой объем. Такой раствор называют изотоническим, или физиологическим. В растворе с повышенным осмотическим давлением (гипертонический раствор) эритроциты теряют воду и сморщиваются. В растворе с низким осмотическим давлением (гипотонический раствор), эритроциты набухают. Онкотическое давление крови (часть осмотического давления, создаваемая белками) равно 0,03-0,04 атм., или 25-30 мм рт.ст. При снижении онкотического давления крови, вода выходит из сосудов в межклеточное пространство, что приводит к отеку.

Кислотно-основное состояние крови (КОС) измеряется в единицах pH. В норме pH артериальной крови - 7,4; венозной - 7,35. Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом, в щелочную - алкалозом. Поддержание постоянства pH крови обеспечивается гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной и белковой буферными системами. Гемоглобиновая буферная система на 70-75% обеспечивает буферную емкость крови. Карбонатная система по своей мощности занимает второе место. Поддержание pH осуществляется также с помощью легких и почек. Через легкие удаляется избыток углекислоты, а почки могут выделять фосфаты и бикарбонаты.

Кровь состоит из плазмы (55-60% от объема крови) и форменных элементов (40-45%). Объем клеток в крови (выраженный в процентах, по отношению к объёму всей крови) назван гематокритом.

Плазма на 91% состоит из воды. Органические вещества сухого остатка плазмы в основном (7-8% от массы крови) представлены белками: альбуминами, глобулинами и фибриногеном. Наименьшую молекулярную массу и большую концентрацию среди белков плазмы имеют альбумины. Они создают около 80% онкотического давления, осуществляют питательную функцию (резерв аминокислот для клеток), переносят холестерин, жирные кислоты, билирубин, соли желчных кислот и тяжелые металлы. Глобулины делят на альфа-, бета- и гамма-фракции. Гамма-глобулины образуются в лимфоцитах и плазматических клетках, а практически все другие белки плазмы синтезируются в печени. Альфа- и бета- глобулины транспортируют гормоны, витамины, макро- и микроэлементы, липиды. К этим фракциям глобулинов относят и биологически активные вещества (например, эритропоэтин и факторы свертывания крови). Гамма-глобулины выполняют функции антител (иммуноглобулинов), защищающих организм от вирусов и бактерий. К органическим веществам плазмы крови относятся также многие небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак) и безазотистые вещества (глюкоза, нейтральные жиры, липиды и др.). Неорганические вещества плазмы крови составляют 0,9-1%. Значительную их часть составляют ионы натрия, кальция, калия, магния, хлора, фосфаты и карбонаты. Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, обусловливают осмотическое давление, регулируют pH. В плазме присутствуют витамины, микроэлементы и промежуточные продукты метаболизма (например, молочная кислоты).

К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Их содержание в крови должно быть постоянным. Повышение количества клеток в крови называется цитозом (например, эритроцитоз), уменьшение – пенией (например, эритропения).

Эритроциты человека лишены ядра, заполнены гемоглобином и имеют форму двояковогнутого диска. Они выполняют дыхательную (переносят молекулярный кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким), буферную, питательную (доставляют необходимые для обмена вещества) и защитную (связывают токсины и участвуют в свертывании крови) функции.

Основным белком в эритроцитах является гемоглобин. В крови плода много гемоглобина F (фетальный гемоглобин), а у взрослого человека - гемоглобина А (гемоглобин взрослых). У фетального гемоглобина сродству к кислороду больше, чем у гемоглобина А. Это помогает плоду получать кислород из крови матери.

После обратимого связывания с молекулярным кислородом дезоксигемоглобин превращается в оксигемоглобин, а углекислого газа - в карбгемоглобин. Не способны отдавать связанный кислород и, поэтому, опасны для жизни соединения гемоглобина с угарным газом (карбоксигемоглобин) и с сильными окислителями (бертолетовая соль и др.) - метгемоглобин.

Лейкоциты – бесцветные клетки с ядром. Физиологические (возникающие в здоровом организме) лейкоцитозы по причинам их возникновения делят на пищевой, миогенный (вызван мышечной работой) и эмоциональный. С учетом особенностей окраски и выполняемых функций лейкоциты делят (рис. 13) на зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты). Среди гранулоцитов выделяют нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. К агранулоцитам относятся моноциты и лимфоциты.

Рис.13.Виды лейкоцитов

Самыми многочисленными и подвижными лейкоцитами являются нейтрофилы (микрофаги). Основная их функция - фагоцитоз бактерий и продуктов распада тканей.

Эозинофилы разрушают белки и гистамин (выделяется базофилами и тучными клетками), а также осуществляют противоглистный иммунитет.

Базофилы продуцируют биологически активные вещества (гепарин, гистамин и др.) при повреждении тканей. Гепарин препятствует свертыванию крови, а гистамин расширяет капилляры, что способствует рассасыванию очага воспаления и заживлению.

Самыми крупными клетками крови являются моноциты. Они, после перехода из крови в ткани, превращаются в макрофаги, способны к фагоцитозу даже в кислой среде (нейтрофилы в этих условиях теряют свою активность). Фагоцитируя микробы, вирусы и собственные поврежденные клетки, макрофаги подготавливают место воспаления для восстановления. Макрофаги также продуцируют вещества, необходимые для противоопухолевой, противовирусной, противомикробной и противопаразитарной защиты, участвуют в регуляции гемопоэза, свертывания крови, фибринолиза и развития иммунного ответа на новый антиген.

Лимфоциты являются единственной разновидностью лейкоцитов, обеспечивающей специфические иммунные. Для каждого, появившегося в организме здорового человека чужеродного антигена возникают свои клоны лимфоцитов. Именно это лежит в основе выработки эффективного иммунитета при вакцинации. Различают (рис. 14) Т- и В-лимфоциты. По механизму участия в иммунных реакциях Т-лимфоциты делят на киллеры, хелперы и супрессоры. Т-киллеры лизируют бактерии, опухолевые клетки и собственные клетки-мутанты. Т-хелперы способствуют активации иммунитета. Т-супрессоры блокируют его чрезмерные реакции. В-лимфоциты продуцируют антитела (гамма-глобулины).

Рис.14.Виды лимфоцитов

Главной функцией тромбоцитов (кровяных пластинок) является участие в гемостазе (остановке кровотечения). Они способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), склеиваться между собой (агрегация) и продуцировать биологически активные вещества. Тромбоциты также фагоцитируют инородные тела и иммунные комплексы, выполняя защитную функцию. Образование тромбоцитов красным костным мозгом усиливают тромбоцитопоэтины (синтезируются в костном мозге, селезенке и печени), продукция которых растет при воспалении и необратимой агрегации тромбоцитов.

Кровь циркулирует в жидком состоянии, а в месте нарушения целостности кровеносных сосудов, должна своевременно свертываться. За это отвечает система регуляции агрегатного состояния крови. В ее работе участвуют свертывающая, противосвертывающая и фибринолитическая системы. Жидкое состояние крови поддерживают одинаковый знак заряда поверхностей неповрежденных стенок сосудов и клеток крови, секреция эндотелием сосудов простациклина (блокирует агрегацию тромбоцитов), антитромбина и активаторов фибринолиза, неактивное состояние факторов свертывающей системы крови и быстрый кровоток.

Для гемокоагуляции (свертывания крови) необходимы находящиеся в тромбоцитах и плазме факторы свертывания. Плазменные факторы обозначают римскими цифрами. Например, фибриноген - I фактор, протромбин - II фактор, тромбопластин - III фактор, ионы кальция - IV фактор. Вещества, находящиеся в тромбоцитах, получили название тромбоцитарных (пластинчатых) факторов. Их обозначают арабскими цифрами. Например, ПФ-3 - тромбоцитарный тромбопластин, ПФ-6 - тромбостенин. Аналогичные вещества (но в меньших концентрациях) есть в эритроцитах и лейкоцитах. Поэтому разрушение любых клеток крови ускоряет ее свертывание.

Различают сосудисто-тромбоцитарный и коагуляционный механизмы гемостаза. Благодаря сосудисто-тромбоцитарному гемостазу прекращается кровотечение из мелких сосудов с низким давлением. При травме рефлекторно спазмируются поврежденные кровеносные сосуды. Этому способствуют освобождающиеся из тромбоцитов и поврежденных клеток сосудосуживающие вещества (серотонин, адреналин и др.). Внутренняя стенка сосудов в месте повреждения теряет свой заряд, и тромбоциты скапливаются на ее поверхности, образуя пробку. Эта реакция протекает под действием тромбина, образующегося в небольших количествах из протромбина под действием тканевой протромбиназы. Тромбин разрушает тромбоциты, что ведет к выходу из них факторов, ускоряющих отложение на агрегатах тромбоцитов нитей фибрина, которые задерживают эритроциты и лейкоциты. После образования тромбоцитарного тромба он уплотняется и закрепляется в поврежденном сосуде за счет ретракции сгустка под действием тромбостенина. Тромб образуется в течение 1-3 минут и кровотечение из мелких сосудов останавливается.

В крупных сосудах с высоким давлением для гемостаза требуется более прочный тромб. Сначала активируются тканевая и кровяная протромбиназы. Затем протромбин переходит в тромбин, а фибриноген под действием тромбина превращается в фибрин (основа тромба). Между фибриновыми нитями оседают клетки крови. Затем формирующийся тромб подвергается ретракции (уплотнению). Через 2-3 часа он сжимается до 25-50% от своего первоначального объема, становится плотным и стягивает края раны. После того как тромб выполнил свою функцию, начинается фибринолиз (разрушение фибринового сгустка плазмином).

На эритроцитах обнаружены агглютиногены, определяющие группы крови. Наибольшее практическое значение в этом имеют система АВО и резус-фактор. На основании присутствия агглютиногенов А и В, кровь делят на 4 группы. В I группе агглютиногенов нет, а в плазме содержатся агглютинины альфа и бета; во II группе есть агглютиноген А и агглютинин бета; в III группе - агглютиноген В и агглютинин альфа, в IV группе имеются оба агглютиногена, но нет агглютининов. Агглютинация (склеивание), а затем гемолиз эритроцитов происходят при встрече агглютиногена А с агглютинином альфа или агглютиногена В с агглютинином бета. Рекомендуется переливать только одногруппную кровь. Однако, по жизненным показаниям, допускают переливание небольших объемов крови на основании учета наличия только агглютиногенов на эритроцитах донора (состав донорской плазмы во внимание не принимают, так как она сильно разбавляется кровью реципиента). Поэтому кровь I группы можно переливать всем (универсальная донорская кровь). Кровь II группы – только реципиентам со II и IV группами, кровь III группы - с III и IV. Кровь IV группы можно переливать только реципиентам этой группы, а тем, у кого IV группа крови можно переливать любую кровь (универсальные реципиенты).

У многих людей на эритроцитах обнаружен резус-фактор. Кровь с ним названа резус-положительной (Rh+), без него - резус-отрицательной (Rh-). К резус-фактору в норме нет агглютининов в плазме. Однако если резус-положительную кровь перелить резус-отрицательному реципиенту, то через некоторое время в организме последнего образуются соответствующие антитела. Повторное переливание резус-положительной крови приводит к ее биологическому гемолизу (резус-конфликт). Поэтому резус-отрицательным реципиентам можно переливать только резус-отрицательную кровь. Резус-конфликт может возникнуть при беременности, если кровь матери резус-отрицательная, а у плода - резус-положительная. Однако значительное поступление эритроцитов плода в организм матери наблюдается только в период родовой деятельности. Поэтому первая беременность обычно заканчивается благополучно (соответствующие антитела появляются в крови матери после родов).