Гуморальный механизм управления предполагает интеграцию всего комплекса структур, продуцирующих БАВ, пептиды, метаболиты, гормоны, медиаторы и модуляторы, в единый механизм, способный обеспечить адаптацию организма в широком диапазоне изменений окружающей среды.
5.1. Регуляция эндокринных функций
Гуморальный способ управления функциями организма представляет часть единого нейрогуморального механизма. Интеграция нервных и гуморальных управляющих влияний осуществляется на уровне гипоталамуса, к клеткам которого подходят нервные проводники от нейронов коры и подкорковых образований. По этим проводникам передаются сигналы, которые могут активировать или затормозить его работу
(рис. 5.1).
Гипоталамус как высший подкорковый вегетативный центр организует дальнейшую передачу регулирующих воздействий двумя путями - парагипофизарно (минуя гипофиз) и трансгипофизарно (через посредство гипофиза).
Парагипофизарный путь реализуется путем изменения активности симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы. Все структуры нашего организма, в том числе и железы внутренней секреции, имеют богатую иннервацию, что позволяет как получать управляющие влияния из ЦНС, так и посылать информацию о состоянии желез. Гипоталамус через структуры автономной нервной системы непосредственно регулирует работу мозгового вещества надпочечников, паращитовидных и поджелудочной желез. При этом регулирующие влияния симпатического и парасимпатического нервов в значительной мере связаны с изменением тонуса сосудов и кровоснабжения желез, что и изменяет их функцию.
Трансгипофизарный путь позволяет гипоталамусу изменять работу желез посредством образования нейрогормонов. Некоторые из них выделяются в кровь в задней доле гипофиза (нейрогипофиз) и оказывают непосредственное действие на клетки-мишени. Другие — рилизинг-факторы (либерины, статины) — действуют на железистые клетки передней доли гипофиза (аденогипофиз), изменяя интенсивность образования в них гормонов-регуляторов, которые в свою очередь воздействуют на железы, стимулируя их деятельность.
Основной механизм регуляции гормонообразовательной функции — саморегуляция. Изменение в крови того вещества, уровень которого регулирует гормон определенной железы, является фактором, который приводит к непосредственному раздражению рецепторных структур, самой железы и возбуж-
220
дению центральных механизмов саморегуляции. Так, при увеличении содержания глюкозы в крови увеличивается секреция инсулина. Этот эффект реализуется как нервно-реф- лекторным путем, так и гуморально путем воздействия глюкозы на нервные центры, а также на клетки самой железы. При этом в печени усиливается синтез гликогена, что нормализует содержание глюкозы в крови. Уменьшение содержания глюкозы в крови усиливает образование гормона глюкагона в поджелудочной железе и адреналина в надпочечниках, что увеличивает распад гликогена до глюкозы и восстанавливает глюкозный гомеостаз.
При изменении концентрации кальция в крови изменяется секреция паратгормона в парагцитовидных железах.
Биосинтез и секреция гормонов могут регулироваться и на внутриклеточном уровне по принципу обратной связи, т.е. предшествующие стадии определенной цепи реакций могут тормозиться или усиливаться продуктами последующей стадии.
2 2 1
Увеличение содержания гормона в крови приводит к ограничению его синтеза путем реализации отрицательных обратных связей. Различают ультракороткие отрицательные обратные связи, когда гормон действует на продуцирующие его клетки; короткие, когда гормон действует на клетки гипофиза; продуцирующие соответствующий тропный гормон, и длинные, когда гормон действует на клетки гипоталамуса, продуцирующие рилизинг-факторы.
Центральным звеном эндокринной системы являются железы внутренней секреции. Различают:
•эндокринные железы центральные, к которым относятся гипоталамус, гипофиз, эпифиз;
•эндокринные железы периферические — околощитовидные, щитовидная, надпочечники, поджелудочная, половые.
По функциональной зависимости от гипофиза эндокринные железы делятся на гипофиззависимые и гипофизнезависимые.
Эндокринные железы образуют «рабочие системы», функционально объединяющие различные структуры. К их числу относятся гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая, сим- патико-адреналовая, гастроэнтеропанкреатическая системы. Это свидетельствует о взаимодействии эндокринных желез, когда гормоны одних влияют на функцию других желез. Взаимодействие эндокринных желез может осуществляться и таким образом, что на один и тот же орган или физиологическую функцию могут оказывать влияние одновременно несколько гормонов разных желез.
5.2. Методы изучения функций желез внутренней секреции
Методы изучения функций желез внутренней секреции подразделяют на экспериментальные и клинические.
Среди экспериментальных физиологических методов выделяют:
•полное или частичное удаление (экстирпация) желез внутренней секреции, что приводит к прекращению поступления в организм гормонов железы и соответствующим нарушениям;
•фармакологическое выключение функции желез: например, метилтиоурацил угнетает синтез тироксина, аллоксан избирательно блокирует бета-клетки островкового аппарата поджелудочной железы и прекращает образование инсулина;
2 2 2
•метод денервации железы — перерезки нервов, иннервирующих железу;
•исследование эффектов избытка и замещения дефицита гормона методом наблюдения последствий введения экстрактов эндокринных желез, химически чистых гормонов или гормональных препаратов интактному животному или животному после удаления железы, а также после пересадки в организм животного ткани этой железы;
•биологические методы:
асоздание общего кровотока двух организмов (сращивание), у одного из которых повреждена или удалена та или иная железа внутренней секреции, что позволяет не только выявить физиологическую роль той или иной эндокринной железы, но и изучить компенсаторные механизмы, обеспечивающие жизнедеятельность организма при поражении ЖВС;
Авыявление активности эндокринных желез путем введения продуктов одного организма (кровь, моча и др.) другому с целью изменить его функции, например введение мочи беременных женщин вызывает у крыс течку, что позволяет поставить диагноз беременности.
Кклинико-лабораторным методам относятся:
•исследование больных с недостаточной или избыточной функцией той или иной железы и последствий хирургических вмешательств, проведенных у этих больных с лечебной целью;
•определение содержания гормонов и их метаболитов в плазме крови, спинномозговой жидкости биологическими и химическими методами;
•функциональные нагрузочные пробы, например определение толерантности к глюкозе;
•метод с использованием изотопов позволяет изучить синтез гормонов и локализовать место их синтеза. Так, для изучения функции щитовидной железы используют радиоактивный йод. Радиоизотопное сканирование выявляет изменения паренхимы.
5.3. Роль и функции гормонов
Продуктом деятельности эндокринных структур являются гормоны, оказывающие различное влияние на функции организма:
•метаболическое — обусловлено влиянием на активность ферментов и, следовательно, на обмен веществ;
223
•морфогенетическое, или формативное, — проявляется во влиянии на формообразовательные процессы, рост и размножение клеток, дифференцировку тканей;
•кинетическое, или пусковое, — направлено на стимуляцию определенной деятельности исполнительных органов и тканей, например на сокращение мышц, изменение пигментации кожи, секрецию эндо- и экзокринных желез;
•корригирующее — связано с изменением или ослаблением физиологических процессов, обеспечивающих интенсивность функций органов и тканей;
•реактогенное — направлено на изменение чувствительности ткани к действию того же или других гормонов, например гормоны щитовидной железы усиливают эффекты катехоламинов;
•поведенческое и психогенное — связано с изменением основных процессов в ЦНС, обеспечивающих формирование эмоций, поведения, психических процессов.
Вцелом функциональное значение гормонов реализуется
ворганизме в основном через их влияние на обменные процессы, что в последующем проявляется в обеспечении гомеостаза, в характере физического, умственного и полового развития, адаптации органов и систем организма к меняющимся условиям их существования.
5.4. Классификация гормонов
Существует несколько подходов к классификации гормонов.
По химической природе различают:
•стероидные гормоны (гормоны коры надпочечников, половые гормоны);
•производные аминокислот (норадреналин, гормоны щитовидной железы);
•производные жирных кислот (простагландины);
•гормоны белковой природы (инсулин, глюкагон, паратгормон);
•пептидные гормоны (ренин, соматостатин, вазопресин).
Гормоны последних двух групп обладают видовой специфичностью, их нельзя вводить в чистом виде людям, так как при этом могут возникнуть иммунные реакции и аллергия.
По функциональным признакам гормоны делят на группы:
• гипофизотропные гормоны, получившие название рили- зинг-факторов или рилизинг-гормонов; они вырабатываются в гипоталамусе и регулируют образование гормонов в аденогипофизе;
224