Эндокринная функция половых желез

Основными органами, продуцирующими половые продукты — спермин и яйцеклетки, являются гонады: семенники и яичники. Они способны осуществлять и функцию желез внутренней секреции — продуцировать гормоны стероидной и полипептидной природы. Стероидные половые гормоны подразделяются на мужские (андрогены) — тестостерон, андрос т е р о н и женские (эстрогены) — эстрадиол, эстрон и эстриол. В яичнике в определенные функциональные периоды на месте освободившегося от яйцеклетки фолликула развивается своеобразная эндокринная железа — желтое тело, которая продуцирует прогестерон и его аналоги.

Семенники. Осуществляют свою эндокринную функцию за счет интерстициальных (межуточных) клеток Лейдига, расположенных между семенными канальцами среди нежной соединительной ткани. Кроме тестостерона в семенниках жеребца, быка и кабана находятся эстрогены (эстрадиол и эстрон), которые выделяются сертолиевыми клетками стенки семенного канальца и, как принято считать, обеспечивают трофическую функцию развивающихся половых клеток. В синтезе андрогенов из холестерина и уксусной кислоты участвует КоА, из тестостерона при участии бета-гидроксидегидрогеназы образуются другие андрогены. Главный из андрогенов — тестостерон в 6… 10 раз активнее андростерона и его аналогов. У самцов эти гормоны оказывают специфическое действие на развитие и функционирование органов размножения, созревание половых продуктов, развитие вторичных половых признаков и половое поведение.

Андрогены стимулируют основной обмен, синтез белков и развитие скелетных мышц, обеспечивая таким образом мощный анаболический эффект. Особенно активно они способствуют росту в период полового созревания. Свое влияние андрогены осуществляют, изменяя проницаемость клеточных мембран для предшественников белков — аминокислот и других энергетически значимых веществ за счет их быстрой утилизации. В организме уменьшается количество жира, изменяются обмен нуклеиновых кислот и функциональная активность рибосом, интенсифицируется белковый синтез и азотистый баланс становится положительным. Андрогены существенно влияют на функциональное состояние ЦНС и на высшую нервную деятельность. Половые гормоны необходимы для проявлений полового инстинкта самца и связанных с ним поведенческих реакций. Половозрелые самцы нередко ведут себя крайне агрессивно, особенно в брачный период. Экспериментальное введение самцам мужских половых гормонов повышает их агрессивность. Сильно выраженная агрессивность у самцов становится иногда препятствием для их хозяйственного использования. Удаление половых желез (кастрация) приводит к резкому изменению их поведения: буйные быки и жеребцы превращаются в спокойных и послушных волов и меринов, широко используемых в качестве тягловой силы. Благодаря кастрации добиваются изменения процессов метаболизма в направлении, благоприятном для хозяйственной деятельности: кабанчики-кастраты, кастрированные бараны — валухи, кастрированные петухи — каплуны быстрее откармливаются, мясо их вкуснее и нежнее, чем у некастрированных самцов. Однако следует учитывать, что животные, кастрированные в раннем возрасте, медленнее набирают массу тела, что приводит к излишним затратам корма.

Регуляцию эндокринной функции семенников осуществляют гонадотропные гормоны передней доли гипофиза, хотя эти гормоны идентичны в мужском и женском организме, но названы они по функциям, характерным для женского организма. В организме самцов фолликулстимулирующий гормон ответствен за развитие семенных канальцев и сперматогенез, а лютеинизирующий гормон оказывает влияние на интерстициальную ткань, обеспечивая выработку тестостерона. Гонадотропная функция аденогипофиза находится под контролем гипоталамуса, в нейросекреторных клетках которого происходит синтез и выделение гонадотропин-рилизингфактора люлиберина, который поддерживает постоянную секрецию гонадотропных гормонов гипофиза. При повышении уровня тестостерона в крови отмечается снижение продукции люлиберина и лютеинизирующего гормона. Старение организма сопровождается угасанием функциональной активности мужских половых желез, поэтому у стареющих животных уменьшается концентрация рецепторов андрогенов в некоторых гормонзависимых органах, в том числе в предстательной железе. В этот период жизни в коре надпочечников продолжают вырабатываться половые гормоны.

Яичники. Представляют собой эндокринные железы и наряду с обеспечением условий для созревания половых клеток (яйцеклеток) способны вырабатывать половые гормоны. В репродуктивный период деятельность яичников по созреванию и выделению яйцеклеток носит циклический характер и в соответствии с этим существенно меняется и их эндокринная функция. Местом развития яйцеклеток в яичниках служит фолликул. Увеличение размеров фолликула начинается с роста ооцита; окружающие его фолликулярные клетки изменяют свою форму и становятся сначала кубическими, а затем и цилиндрическими. За счет дальнейшего размножения клеток фолликулярная оболочка (гранулеза) становится многорядной, внутри фолликула появляется постепенно увеличивающаяся полость — формируется пузырчатый фолликул (граафов пузырек). В период овуляции в стенке фолликула образуется отверстие и яйцеклетка выходит в брюшную полость и попадает в воронку яйцевода. После овуляции опустевший фолликул превращается в желтое тело, при спадении его стенок гранулеза сдвигается, образуя складки, а место выхода зарастает соединительной тканью. В ходе развития желтого тела на месте фолликула последовательно сменяют друг друга процессы пролиферации, васкуляризации, расцвета и обратного развития.

Женские половые гормоны — эстрогены образуются железистыми клетками внутренней теки фолликулов, звездчатыми клетками желтых тел и интерстициальными клетками, а также клетками гранулезы развивающихся фолликулов. Преимущественно вырабатывается эстрадиол — наиболее активный гормон, в меньшей степени эстрон и эстриол. Эстрогены оказывают очень большое влияние на организм самки: значительно меняется обмен веществ, усиливается пролиферативная активность клеток ряда органов и возрастает возбудимость клеток ЦНС.

За счет влияния эстрогенов у неполовозрелых животных происходит развитие органов репродуктивной системы: рост яйцеводов, матки и влагалища. После достижения половой зрелости они ответственны за циклические изменения эндометрия, влагалища и наружных половых органов, характерные для подготовки к периоду овуляции. Одновременно с изменениями в половой системе в организме самки происходят определенные ритмические изменения обмена веществ, температуры тела и функционального состояния почти всех внутренних органов.

Продукция эстрогенов тесно связана с процессами роста и созревания фолликулов: эту фазу полового цикла принято называть фолликулярной. Вторую половину цикла определяет гормональная активность желтого тела, продуцирующего прогестерон: она называется лютеиновой. Под влиянием эстрогенов начинаются рост, расширение просвета и усиление сократительной активности яйцеводов. Значительно повышается кровенаполнение матки, начинается усиленный рост и быстрое размножение клеток эндометрия, развиваются маточные железы. В результате этих процессов матка значительно увеличивается в размерах, утолщаются ее мышечная стенка и слизистые оболочки. Эстрогены повышают возбудимость клеток миометрия (усиливают и учащают сокращения) и их чувствительность к окситоцину.

У самок многих видов животных эстрогены вызывают ороговение клеток влагалищного эпителия в период, предшествующий течке, т. е. совпадающий с периодом овуляции, когда самка допускает самца к спариванию. Полноценность гормональной подготовки к периоду овуляции можно выявить по цитологическим особенностям вагинального мазка.

Механизмы действия эстрогенов тесно связаны с изменением проницаемости клеточных мембран, активности ферментных систем и интенсивности нуклеинового обмена. В опытах на овариоэктомированных животных прослежена последовательность реакций, вовлекаемых в эти специфические анаболические превращения. Через 15 мин после введения эстрадиола в матке у овариоэктомированных мышей развиваются эффекты раннего действия эстрогенов: усиление скорости кровотока, возрастание окисления глюкозы, активация РНК-полимеразы, повышение уровня цАМФ, увеличение массы матки за счет задержки воды. Нарастание этих процессов происходит в течение 6…8 ч: через 24 ч начинается истинный рост матки, обусловленный усилением синтеза ДНК, увеличением активности всех видов РНК-полимераз и интенсивной клеточной пролиферацией. Ранние ответы на введение эстрогенов определяются главным образом транслокацией гормонорецепторного комплекса в ядро, а последующие — взаимодействием этого комплекса с хроматином ядра. Таким образом, первоначально в матке происходит накопление субстратов и энергии, необходимых для истинных реакций органа в виде интенсивного синтеза ДНК и белка, при достаточно длительном (не менее 6 ч) взаимодействии эстроген-рецепторного комплекса с акцепторными местами на хроматине. Синхронно с воздействием на органы репродуктивной системы эстрогены оказывают воздействие на ЦНС самки, вызывая состояние «охоты» и соответствующие половые рефлексы, характерные для фазы течки. Возникает состояние половой доминанты, при которой многие физиологические функции оказываются заторможенными.

Гормоны желтого тела — гестагены — представлены прежде всего прогестероном и его аналогами, которые могут синтезироваться клетками желтого тела, а также лютеинизирующими клетками гранулезы и внутренней теки фолликула. Прогестерон образуется также в корковом слое надпочечника и в плаценте. Физиологическое действие прогестерона тесно связано с подготовкой организма к беременности, регуляции процессов зачатия, имплантации оплодотворенной яйцеклетки и вынашивания беременности, родам и последующей лактации.

Прогестерон оказывает физиологическое действие в органах репродуктивной системы на фоне предварительного действия эстрогенов или в синергизме с ними. Однако вторая половина овариального цикла, которая связана с образованием и функционированием желтого тела, по состоянию органов размножения существенно отличается от предыдущей, фолликулиновой стадии. В матке прогестерон вызывает секреторные изменения эндометрия — в маточных железах начинается интенсивная секреция, направленная на создание благоприятных условий для сохранения в половых путях оплодотворенной яйцеклетки и ее внедрения (нидации) в слизистую оболочку матки. Под влиянием прогестерона эндометрий утолщается и становится более рыхлым, отвечая на механические или химические воздействия своеобразными опухолевидными разрастаниями (децидуомами). В последующем вследствие имплантации зиготы функциональная часть эндометрия превращается в децидуальную оболочку, часть которой в дальнейшем принимает участие в образовании плаценты. Эти структурные превращения также регулируются прогестероном: если удалить желтое тело, беременность прерывается. Присутствие прогестерона в крови самки необходимо для сохранения беременности до ее физиологического разрешения, так как он уменьшает сократительную деятельность матки, существенно снижая ее чувствительность к окситоцину. В ранние сроки беременности нарушение функции желтого тела и снижение продукции прогестерона приводят к внутриутробной гибели и резорбции плода, а в более поздние сроки — к выкидышу или преждевременным родам.

Введение

прогестерона беременным самкам тормозит своевременное наступление родов и приводит к перенашиванию плода.

Если беременность не наступила, то желтое тело подвергается инволюции: дегенеративные изменения лютеиновых клеток в виде жирового перерождения, а окружающая их соединительная ткань превращается в плотную гиалиновую массу. Продукция прогестерона прекращается, и в организме начинается новый овариальный цикл. Небольшие количества прогестерона в синергизме с гонадотропными гормонами и тестостероном стимулируют овуляцию, тогда как большие дозы прогестерона, наоборот, тормозят секрецию гонадотропных гормонов в аденогипофизе и овуляция не происходит. Наличие небольших количеств прогестерона необходимо для того, чтобы эстрогены смогли обеспечить состояние течки и готовности к спариванию. Действие прогестерона в период установившейся беременности во многом определяет состояние доминанты беременности (гестационной доминанты), направленной на сохранение плода. Животное становится более осторожным, оберегая свое будущее потомство.

После предварительного воздействия эстрогенов в молочной железе под влиянием прогестерона начинает развиваться железистая ткань, формируются секреторные дольки и альвеолы.

Наряду со стероидными гормонами желтое тело в период расцвета продуцирует гормон релаксин — полипептид с молекулярной массой около 5000. Релаксин могут образовывать также эндометрий и ткани плаценты. Если в крови небеременных самок релаксин присутствует только в лютеиновую фазу полового цикла, то в период беременности его концентрация прогрессивно увеличивается, достигая максимума перед родами. Физиологическое значение релаксина заключается в облегчении родового акта в конце беременности. Он вызывает размягчение лонного сращения (симфиза), а непосредственно перед родами раскрытие канала шейки матки и резорбцию коллагеновых волокон и этим облегчает рождение детенышей. Вместе с этим релаксин повышает чувствительность миометрия к окситоцину.

Ингибин вырабатывается клетками семенных канальцев и содержится также в фолликулярной жидкости яичников. Главное физиологическое действие этого гормона состоит в торможении продукции гонадотропинов, особенно ФСГ в аденогипофизе. Эффект его действия приближается к воздействию высоких доз тестостерона и других анаболических стероидных гормонов.

Плацента. У млекопитающих плацента служит прежде всего для прикрепления и питания эмбриона, но обладает и эндокринной функцией. Некоторые гормоны — гормоны беременности — вырабатываются только при этом физиологическом состоянии, а другие по действию схожи с гормонами гипофиза или являются аналогами гормонов яичников и коры надпочечников.

Гонадотропин сыворотки крови жеребых кобыл (ГСЖК) вырабатывается эндометрием беременной матки лошади. В местах прикрепления ворсинок хориона формируются чашевидные образования, вырабатывающие желто-бурое студневидное вещество, содержащее большое количество гонадотропина. В период беременности ГСЖК проявляет лютеотропное действие, стимулирует выделение прогестерона желтым телом и плацентой. У многих видов млекопитающих введение ГСЖК удлиняет половой цикл, задерживает приход охоты до следующего цикла. У коров и овец ГСЖК способен вызвать множественную овуляцию с выходом нескольких зрелых яйцеклеток, что особенно важно при трансплантации эмбрионов.

Плацентарные эстрогены вырабатываются плацентой млекопитающих преимущественно во второй половине беременности (у лошади после 200 сут жеребости); в этот период даже удаление яичников не вызывает снижения эстрогенов в крови и моче. Плацента приматов продуцирует эстрон, эстрадиол и главным образом эстриол лошади — эквилин и эквилеиин, причем синцитий хориона, очевидно, является единственным местом трофобласта, в котором может осуществляться синтез стероидных гормонов.

Плацентарный прогестерон. У многих млекопитающих (приматы, хищники, грызуны) плацента вырабатывает достаточное количество прогестерона для того, чтобы обеспечить сохранение беременности и нормальное вынашивание плода после инволюции или даже удаления желтых тел яичников.

Плацентарный лактотропин, или плацентарный лактогенный гормон (ПЛГ), плацентарный пролактин, — функциональный аналог СТГ и ЛТГ, выделяемых аденогипофизом, имеющим сходное влияние на обмен веществ, т. е. развивается положительный азотный баланс, в крови увеличивается концентрация свободных жирных кислот, интенсифицируется синтез белков. Плацентарный лактогенный гормон стимулирует рост и развитие молочных желез, подготовку их к лактации. В плаценте могут продуцироваться и аналоги других гипофизарных тропных гормонов — тиротропина, кортикотропина, меланотропина и др.