В.А. Дубынин - Ругулярные системы организма человека (1128370), страница 64
Текст из файла (страница 64)
По ходу описанного каскада реакций про- 322 5. ЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ исходит мощнейшее усиление сигнала. Так, одна молекула адренокортикотропного гормона (АКТГ), взаимодействуя с рецептором менее одной секунды, способна активировать около 1000 молекул аденилатциклазы, которые все вместе способны образовать более 1 млн молекул ц-АМФ и т. д. Таким образом, коэффициент усиления в гормональных каскадах способен достигать 10' — 10".
Но естественно, белково-пептидные гормоны могут и тормозить работу клетки. В этом случае сигнал от рецептора, с которым связался гормон, доходит до особого вида С-белка, который не активирует, а, наоборот, тормозит активность аденилатциклазы. а ь ОБщАя хАРАктеРистикА эндОкРиннОЙ системы 323 Некоторые пептидные гормоны, также не проникающие внутрь клетки, имеют другой механизм действия (рис. 5.4, б). Связываясь с рецептором на поверхности клетки-мишени, они открывают в мембране канал, через который в клетку поступают ионы кальция.
Кальций — активатор целого ряда внутриклеточных процессов и других протеинкиназ, таким образом, гормон значительно изменяет деятельность клетки. Принципиально иной механизм действия характерен для многих других гормонов (стероидов, гормонов щитовидной железы). Эти гормоны жирорастворимы и легко проникают внутрь клетки через наружную мембрану. В цитоплазме молекулы гормона связываются с молекулой рецептора (рис. 5.5). Комплекс гормон — рецептор проникает внутрь ядра клетки и связывается с участком ДНК, «включая» строго определенные гены. Идет образование и-РНК, которая выходит из ядра в цитоплазму, где и начинается синтез определенного белка или белков, изменяющих деятельность клетки.
Описываемые эффекты развиваются довольно долго и бывают очень длительными, а зачастую являются программными, изменяя работу клетки на все время ее существования. Именно гормоны с «ядерной рецепцией» ответственны за общую и половую дифференцировку, многие поведенческие изменения. Комплекс гормон — рецептор реагирует с генетическим аппаратом обратимо, и после распада этого комплекса рецепторы могут использоваться многократно.
324 5. Эндокринндя РеГуляция ФизиОлОГических Функций Обычно всякая эидокринная железа работает на «уровне покоя», выделяя небольшие количества гормона, но при необходимости секреция может тормозиться или, наоборот, резко усиливаться под действием химических стимулов. Этими химическими стимулами могут быть нейромедиаторы, выделяемые из окончаний нервных клеток; гормоны, выделяемые другими эндокринными железами; продукты, образующиеся в результате воздействия гормона. Обычно такие регуляции деятельности эндокринных желез осуществляются по принципу отрицательной обратной связи, т.
е. повышение концентрации какого-либо гормона в крови или реакция клеток-мишеней на этот гормон оказывает угнетающее действие на его синтез и секрецию. Как правило, регуляция по принципу обратной связи осуществляется по нескольким цепям— с короткой или длинной петлей (рис. б.б). В случае обратной связи с короткой петлей продукт деятельности органа-мишени или какой-то другой его физиологический эффект угнетающе действуют непосредственно на эндокринную железу, выде- цнс ляющую гормон-стимулятор Г ) органа-мишени. Обратная связь ц О по длинной петле осуществля- Эндокринная ется по тому же принципу, но содержит большее число составных элементов, один из ко- д 8 О торых (или нх нечетное число) должен быть «тормозным».
В Эндокринная железа случае двух тормозных звеньев 11 в одной цепи отрицательная о о связь не срабатывает: два «отрицательных» эффекта взаим- Орган-мишень но «погасят» другдруга. Регуляция по принципу отрицательной обратной связи позволяет осуществлять очень тонкие и гибкие эндокринные воздействия в физиологических пределах без опасения, что вы- Рис.
6.6. Схема регуля- ции деятельности эндоброс какого-то гормона приве- кринной системы по дет к мощному, лавинообразно- принципу отрицательной му эффекту, который может обратной связи привести к гибели организма. 325 5.Х ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНАЯ СИСТЕМА Нервная и эндокринная системы — основные и интегрирующие системы, делающие организм единым целым и регулирующие его в условиях постоянно меняющейся окружающей среды. Но эти системы нельзя противопоставлять друг другу, кроме того, оказалось, что еще на ранних этапах эволюции живых организмов возникли нейросекреторные клетки, объединяющие в себе свойства нейронов и эндокринных клеток.
Эти клетки (как нейроны) способны генерировать и передавать по своим аксонам нервные импульсы, и в то же время в их цитоплазме происходит синтез гормонов, являющихся либо пептидами, либо видоизмененными аминокислотами. У млекопитающих большая часть таких клеток сконцентрирована в гипоталамусе, где они образуют ряд скоплений— ядра. Через множество вставочных нейронов нейросекреторные клетки связаны со всеми сенсорными системами и постоянно получают афферентные стимулы от интеро- и экстерорецепторов об изменениях во внутренней среде организма и о влияниях внешней среды.
Под действием афферентных стимулов нейросекреторные клетки начинают усиленно синтезировать гормоны и транспортировать их по аксонам к нервным окончаниям в виде секреторных гранул. Сейчас определена скорость, с которой двигаются по аксонам эти гранулы: 2800 мм/сутки. По аксонам гранулы с гормонами двигаются в особые нейрогемальные области, в которых нейросекрет выходит из окончаний и попадает в кровеносные капилляры, а дальше„как и любой другой гормон, переносится с током крови к органам-мишеням. У человека выделяют две важнейшие нейрогемальные области — нейрогипофиз (задняя доля гипофиза) и срединное возвышение. 5.2.
ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНАЯ СИСТЕМА Прекрасным примером связи между нервной и эндокринной видами регуляций может служить гипоталамо-гипофизарная система. Гипофиз, или нижний мозговой придаток, расположен у основания мозга в особой выемке костей черепа, называемой турецким седлом, и соединяется с ним через специальную ножку. Масса гипофиза у человека не более 500 мг, размер его не превышает размера средней вишни, однако состоит он из трех различных долей (рис.
5. 7). В задней доле гипофиза оканчиваются аксоны, отходящие от нейросекреторных нейронов двух ядер гипоталамуса: супраоптического и 326 5. эндокгинная РкГуляция ФизиОлОГических Функций паравентрикулярного. По этим аксонам в заднюю долю приходят упакованные в гранулы гормоны, здесь они поступают в кровь и с ней достигают тканей-мишеней. Таким Образом, в задней доле гипофиза синтеза гормонов не происходит. Еще одно название задней доли гипофиза — нейрогипофиз, так как через него в кровь попадают вещества, выделяемые нервными клетками гипоталамуса.
Передняя доля гипофиза, или аденогипофиз, представляет собой скопление мелких клеток, секретирующих целый набор пептидных гормонов. Аденогипофиз находится под контролем особых химических факторов, которые секретируются нейронами гипоталамуса и выделяются из окончаний аксонов этих клеток в срединном возвышении в основании ножки гипофиза, откуда током крови достигают клеток аденогипофиза а) Рнс. 6.7. Схема головного мозга (а), гипоталамуса и гипофиза (б); 1 — гипоталамус; 2 — гипофнз; 3 — продолговатый мозг; 4 и 5— супраоптическое и паравеитрнкуляряое ядра; 6— ножка гипофиза; 7 — гипоталамо-гипофизарный нейросекреторный тракт; 8— задняя доля (нейрогипофиз); 9 — промежуточная доля; 10 — передняя доля (аденогипофиз); 11 — срединное возвышение; 12— нейросекреториые клетки 5.
х ГипотАлАмо ГипоФизАРИАя системА 327 (рис. 5.7). Четыре из этих факторов называют либеринами, и они стимулируют секрецию соответствующих гормонов клетками аденогипофиза. Еще три фактора называются статинами. Они тормозят секрецию соответствующих гормонов. В настоящее время ведутся интенсивные поиски новых либеринов и статинов. Гормоны, выделяемые гипофизом, а также либерины и статины гипоталамуса являются короткими пептидами и состоят из небольшого числа аминокислотных остатков. Для них характерен мембранный тип рецепции. Между передней и задней долями гипофиза находится тонкий слой клеток, образующий промежуточную долю, к которой подходят аксоны от нейронов гипоталамуса. В клетках этой доли вырабатывается меланоцитстимулируюгций гормон. Из нервных окончаний клеток гипоталамуса в сосуды задней доли гипофиза поступают два пептидных гормона, каждый из которых состоит из девяти аминокислотных остатков: анти.
диуретичесний гормон (АДГ, или вазопрессин) и онситоцин. Основным органом-мишенью для АДГ выступают почки (рис. 5.8). Вырабатывается он преимущественно в нейронах супраотического ядра гипоталамуса, по аксонам поступает в заднюю долю гипофиза, а оттуда с током крови достигает собирательных трубочек и выводных протоков почек. Под действием АДГ повышается обратное всасывание воды из мочи, что препятствует большим потерям жидкости. Кроме того, в повышенных концентрациях АДГ действует на мышцы стенок артерий: происходит их сокращение, сосуды сужаются, и давление крови повышается (отсюда название — вазопрессин, т.
е. «сужающий сосуды»). Особенно усиливается поступление этого гормона в кровь при больших потерях крови, когда давление падает до угрожающих пределов и его необходимо поднять (рис. 5.8). АДГ обладает также выраженным воздействием на функции мозга, являясь природным стимулятором обучения и памяти. В очень малых дозах этот гормон и даже некоторые продукты его распада, не обладающие гормональным эффектом, способны ускорять обучение, замедлять забывание, восстанавливать память после тяжелых травм. При уменьшении секреции АДГ, возникающем после черепно-мозговых травм, опухолях мозга, менингитах, развивается заболевание, называемое несахарным диабетом: у больного наблюдается резкое увеличение объема мочи, достигающее 20 л/сут, однако избытка сахара в моче, как при сахарном диабете, нет. Это происходит из-за того, что без АДГ 328 5.
ЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ невозможно обеспечить обратное поглощение воды из мочи в кровь. В настоящее время АДГ получают синтетически и им можно лечить несахарный диабет, Гораздо сложнее ситуация, возникающая в том случае, когда рецепторы АДГ, расположенные в собирательных трубочках и выводных протоках, теряют чувствительность к гормону, орган-мишень перестает реагировать даже на большие концентрации АДГ. Окситоцин (ОТ) образуется преимущественно в нейронах паравентикулярного ядра гипоталамуса, транспортируется по аксонам в нейрогипофиз и оттуда поступает в кровь.
Основными тканями-мишенями окситоцина являются гладкие мышцы матки и мышечные клетки, окружающие протоки молочных желез и семенников (см. рис. 5.8). К концу беременности (после 280-го дня) секреция окситоцина повышается, что приводит к сокращению гладкой мускулатуры матки, плод продвигается к шейке матки и влагалищу. В итоге этот процесс превращается в роды. После родов секреция окситоцина тормозится.
При недостаточной секреции окситоцина роды не- 5.2. РипотАлАмо-гипоФизАРИАя системА 329 возможны: приходится прибегать к искусственной стимуляции, вводя роженице синтетический окситоцин. При кормлении грудью сосательные движения младенца раздражают рецепторы соска, и импульсы через спинной мозг поступают в гипоталамус, усиливая выброс окситоцина. С током крови окситоцнн поступает в молочную железу, вызывая сокращение гладкомышечных клеток, окружающих протоки, в результате чего молоко выдавливается из железы. Этот рефлекс продолжается до тех пор, пока молоко не иссякнет или пока не прекратится сосание.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
