Материал: Шандра О.А. Нормальна фізіологія. Вибрані лекції _ навч. посіб. _ О.А. Шандра, Н.В. Общіна _ О._ОГМУ, 2005. - 322 с

Лекція 4

ГУМОРАЛЬНІ МЕХАНІЗМИ РЕГУЛЯЦІЇ. ЗАГАЛЬНА ФІЗІОЛОГІЯ ЗАЛОЗ ВНУТРІШНЬОЇ СЕКРЕЦІЇ.

РОЛЬ ЕНДОКРИННИХ ЗАЛОЗ У РЕГУЛЯЦІЇ ПРОЦЕСІВ РОСТУ І РОЗВИТКУ

Загальне уявлення про залози внутрішньої секреції

Предмет сучасної фізіології полягає у вивченні специфічних функцій клітини, органів і систем, координації та інтеграції цих функцій в цілому організмі за допомогою нервової та гуморальної регуляції.

Вищою формою гуморальної регуляції є гормональна. Гормон в перекладі з грецької мови означає «збуджую», або «рухаю». Це біологічно активна речовина, яка синтезується спеціальними клітинами в залозах, що називаються залозами внутрішньої секреції (ЗВС), або ендокринними залозами.

Умовно ЗВС поділяються на:

1)аденогіпофіз та залежні від нього ендокринні залози: щитоподібна залоза, кірковий шар надниркової залози, яєчник, яєчко;

2)ЗВС, що не залежать від гіпофіза: паращитоподібні, вилочкова, клубочкова зони кори надниркової залози, панкреатичні острівці;

3)ендокринні залози нервового походження: гіпоталамус, кишкові, шлункові клітини та ін;

4)ендокринні залози нейрогліального походження: епіфіз, нейрогіпофіз.

Термін «внутрішня секреція» запропонував французький фізіолог Клод Бернар (1855).

На відміну від залоз зовнішньої секреції, що виділяють секрет через свої вивідні протоки у порожнини тіла або на його поверхні, секрет ендокринних залоз надходить до рідини середовища. Ендокринологія

вперекладі з грец. endon — «всередині», сrіnо — «виділяю», logos —«на- ука» — наука про ендокринні залози, гормони та гормональну регуляцію процесів життєдіяльності. Ендокринологія вважається однією з наймолодших біологічних наук.

79

Останнім часом розвиток ендокринології характеризується все більш широким застосуванням її головних понять до різних сторін життєдіяльності організму. З’являються нові відомості про роль ендокринних функцій тих органів і тканин (наприклад, серце, нирки, шлунково-киш- ковий тракт та ін.), що випадали з класичних уявлень про структуру ендокринної системи. Стає все більш зрозумілим, що ендокринологія в жодному разі не обмежується вивченням стандартного набору ЗВС, а подібно до неврології являє собою науку про принципи регуляції метаболізму та функцій клітин, тканин і організму в цілому.

Клод Бернар в одній із своїх лекцій 15 квітня 1874 р. у коледжі де Франс говорив: «Кожен час має свої помилки і свої істини. Успіхи експериментальної науки полягають у тому, що сума істин збільшується в міру того, як сума помилок зменшується».

Цей вислів можна застосувати і до такої галузі сучасної фізіології, як фізіологія ендокринної системи, яка сьогодні інтенсивно розвивається.

Критеріями належності біологічно активних речовин до гормонів є:

1)зникнення спеціальних ефектів гормону (випадіння) після вилучення органа, що секретує гормон;

2)зникнення явища випадіння після терапії заміщення;

3)специфічна гормональна дія очищеного препарату на органимішені, які, зазвичай, не спроможні відтворити інші речовини. Гормони утворюються або в спеціальних органах з особливою морфологічною структурою — ЗВС, або в компактних групах клітин, наприклад,

вострівцях підшлункової залози, клітинних групах в оболонці шлунка, кишок та інших органів і в гіпоталамусі. Гормони діють дистантно.

Сьогодні до гормонів належить понад 50 біологічно активних речовин. За хімічною природою вони поділяються на білкові, стероїдні, похідні жирних кислот і похідні амінокислот. Білкові гормони поділяють на пептидні: АКТГ, соматотропний (СТГ), меланоцитстимулюючий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонін, інсулін, глюкагон тощо; і глікопротеїди: тиреотропний гормон (ТТГ), фолікулостимулюючий (ФСГ), лютеїнізуючий (ЛГ), тироглобулін. Гіпоталамічні гормони і гормони ШКТ належать до олігопептидів, або малих пептидів. До стероїднихгормонівналежатькортикостерон, кортизон, альдостерон, прогестерон, естрадіол, естрон, естріол, тестостерон, стероли вітаміну D. Похідними арахідонової кислоти є простагландини, адреналін, норадреналін, а також тироїдні гормони — похідні амінокислоти тирозину.

Близькі до гормонів біологічно активні речовини, які виділяються паракринними залозами. Англійський гістохімік Пірс назвав клітини, що виділяють низькомолекулярні поліпептидні гормони, APUD-кліти-

нами (перші букви слів: AMINE PRECURSORS CONTENT, UPTAKE and DECARBOXILATION), що означає вміст амінів, поглинання і декарбоксилювання. Притаманною властивістю клітин цієї системи є їх здатність нагромаджувати попередні біогенні аміни з подальшим їх кар-

80

боксилюванням. Внаслідок цього утворюються біологічно активні речовини і поліпептидні гормони. Системи речовин, що секретуються клітинами АРUD-системи, крім місцевої дії, впливають також на активність структур головного мозку, беруть участь у регуляції синтезу, виділенні тропних гормонів гіпофіза.

Гормони виконують три найважливіші функції:

1)уможливлюють і забезпечують фізичний, статевий і розумовий розвиток;

2)забезпечують адаптацію фізіологічних систем;

3)беруть участь у підтримуванні метаболічного гомеостазу.

Крім того, завдяки широті спектра дії на внутрішньоклітинні процеси, гормони здатні змінювати структуру і функцію клітин, тканин і органів, їх фізіологію і морфологію. Гормони змінюють фундаментальні процеси життєдіяльності організму. Відомо, що гормони мають вплив на поведінку і психіку.

На підставі функціональних критеріїв розрізняють три групи гормонів:

1)гормони, що безпосередньо впливають на органи-мішені (ефекторні гормони);

2)гормони, основною функцією яких є регуляція синтезу і виділення гормонів першої групи (тропні гормони);

3)гормони, що змінюють рівень функціонування аденогіпофіза, їх виділяють нервові клітини гіпоталамуса. Ці гормони регулюють синтез і виділення гормонів аденогіпофіза. Такі гормони називаються ри- лізинг-гормонами і статинами. Саме через нейрогормони ендокринна система пов’язана з ЦНС.

На прикладі гіпоталамуса чітко простежується єдність і взаємозв’я- зок нервових і ендокринних механізмів регуляції.

Механізм дії гормонів

І. Утворення і надходження гормонів у кров.

Гормональний ефект опосередкований такими послідовними етапами:

1)утворення гормону (синтез і надходження у кров);

2)взаємодія з компонентами крові та міжклітинною рідиною (транспортні форми);

3)клітинні механізми дії.

Гормони синтезуються в клітині постійно. Кількість гормону, що надходить у кров та інші рідини, залежить від кількості клітин, що продукують гормон, ступеня синхронності синтезу в різних клітинах, інтенсивності синтезу в кожній клітині, а також умов надходження гормонів у кров — проникності мембрани клітини, стану тканини, величини кровотоку. Синтез гормонів здійснюється протягом кількох хвилин або

81

годин. Викид (екструзія) секрету триває десяту частку секунди. Фоновий рівень, як і його зміни, викликають відповідні фізіологічні ефекти.

ІІ. Форми транспорту гормонів.

Гормони від ендокринних залоз до органів-мішеней і тканин надходять з циркулюючими рідинами і лімфою, вони циркулюють у крові в кількох фізико-хімічних формах: у вільному вигляді (водні розчини), у формі комплексів із специфічними білками плазми (рис. 17), у формі неспецифічних комплексів із плазмовими білками, у формі неспецифічних комплексів з форменими елементами крові. Всі ці форми знаходяться у рівновазі одна з одною, до того ж, у всіх відомих випадках ця рівновага значно зрушується у бік переважання комплексів із специфічними білками. Остання у стані фізичного спокою становить 80 %, а іноді й більше сумарної концентрації даного гормону у крові. Серед специфічних плазмових білків, що вступають у комплекси з гормонами, найбільш досліджені:

1)транскортин, або кортикоїдзв’язуючий глобулін;

2)транспрогестин, який вибірково взаємодіє з прогестинами;

3)секс-стероїдзв’язуючий глобулін, який взаємодіє тільки з андро-

генами й естрадіолом;

4)тестостеронзв’язуючий глобулін, який вибірково взаємодіє з андрогенами;

5)естрогензв’язуючий глобулін, або альдофетопротеїн;

6)тироксинзв’язуючий глобулін;

7)тироксинзв’язуючі альбуміни І і II;

8)інсулінзв’язуючий білок, що утворює комплекс із гормоном росту. Цікаво, що специфічні гормонозв’язуючі білки утворюють комплек-

си тільки або переважно з природними біологічно активними гормонами, але не з їх неактивними метаболітами чи синтетичними аналогами. Це свідчить про те, що біл-

82

ни-мішені і після взаємодії з рецепторами клітини виникає певний фізіологічний ефект (рис. 18).

Гормонам властива досить виражена тропність (спрямованість) фізіологічної дії. Органи, тканини і клітини, на які спрямована переважна дія гормону, прийнято називати відповідно органами-мішенями. Частина клітин-мішеней — гормонозалежні, можуть нормально диференціюватися, рости і функціонувати тільки без гормональної стимуляції, але інтенсивність їх діяльності визначається гормоном. Для АКТГ гормонозалежний орган — кора надниркових залоз, гормоночутливі тканини — жирова і покривна.

Аналіз тропності гормональних впливів на клітини викликає закономірне питання: яким чином гормон знаходить адресу своєї дії, а кліти- на-мішень впізнає гормональний сигнал? Секреція гормону безадресна, і специфічна чутливість реагуючої клітини цілком визначається нею самою, тобто рецепторами її мембран.

Взаємодія компонентів з клітинами буває двох типів:

Гормони I типу включають стероїдні та деякі тиреоїдні гормони і катехоламіни. Ці гормони відносно легко потрапляють всередину клітини через плазматичну мембрану, їх дія характеризується глибокою і тривалою перебудовою клітинного метаболізму.

Гормони ІІ типу діють через внутрішньоклітинні месенджери (передавачі). Залежно від того, яка речовина виконує функцію «вторинного месенджера», гормони можна розподілити на три групи:

1) гормони, що утворюють біологічний ефект за участю циклічного аденозинмонофосфату — (цАМФ)

(рис. 19); 2) гормони, що виконують

функцію за участю іонізованого кальцію як внутрішньоклітинного «вторинногомесенджера» (рис. 20);

3) поліпептидні та білкові гормони, для яких «вторинний месенджер» досі ще невідомий. Ха-

рактерною особливістю цих гормонів є відносна швидкість відповідної реакції, зумовлена активацією попередніх, уже синтезованих ферментів та інших білків.

Існує два типи гормональної рецепції: внутрішньоклітинний і поверхневий мембранний тип. Незалежно від клітинної локалізаціїрецепторного апаратувінпредставлений у всіх відомих випад-

83