Характеристика желез внутренней секреции. 
Биологические свойства гормонов, функции и виды их взаимодействия

Железами внутренней секреции, или эндокринными железами, являются специализированные органы, которые выделяют образующиеся в них продукты секреции непосредственно в кровь или тканевую жидкость. В настоящее время к эндокринным железам относят гипофиз, щитовидную железу, околощитовидные железы, корковое и мозговое вещество надпочечников, островковый аппарат поджелудочной железы, половые железы, тимус, и эпифиз. Эндокринной активностью обладает также плацента. Кроме того, эндокринные клетки могут присутствовать в некоторых других органах и тканях, в частности в пищеварительном тракте, почках, сердечной мышце, вегетативных ганглиях. Эти клетки образуют так называемую диффузную эндокринную систему. [4].

Гипофиз занимает особое положение в системе эндокринных желез. Его называют центральной железой, так как за счет его тропных гормонов регулируется деятельность других эндокринных желез. Гипофиз — сложный орган, он состоит из аденогипофиза (передней и средней долей) и нейрогипофиза (задней доли). Гормоны передней доли гипофиза делятся на две группы: 1. гормон роста (соматотропин) и пролактин; 2. тропные гормоны (тиреотропин, кортикотропин, гонадотропин). В средней доле гипофиза вырабатывается гормон меланотропин (интермедин), который оказывает влияние на пигментный обмен.

Задняя доля гипофиза тесно связана с супраоптическим и паравентрикулярным ядром гипоталамуса. Нервные клетки этих ядер вырабатывают нейросекрет, который транспортируется в заднюю долю гипофиза. Накапливаются гормоны в питуицитах, в этих клетках гормоны превращаются в активную форму. В нервных клетках паравентрикулярного ядра образуется окситоцин, в нейронах супраоптического ядра — вазопрессин. Продукты нейросекреции, которые способствуют образованию гормонов передней доли гипофиза, называются либеринами, а тормозящие их образование — статинами. Поступление этих веществ в переднюю долю гипофиза происходит по кровеносным сосудам.

Регуляция образования гормонов передней доли гипофиза осуществляется по принципу обратной связи. Между тропной функцией передней доли гипофиза и периферическими железами существуют двусторонние отношения: тропные гормоны активируют периферические эндокринные железы, последние в зависимости от их функционального состояния тоже влияют на продукцию тропных гормонов. Двусторонние взаимоотношения имеются между передней долей гипофиза и половыми железами, щитовидной железой и корой надпочечников. Эти взаимоотношения называют «плюс-минус» взаимодействия. Тропные гормоны стимулируют («плюс») функцию периферических желез, а гормоны периферических желез подавляют («минус») продукцию и выделение гормонов передней доли гипофиза.

Существует обратная связь и между гипоталамусом и тропными гормонами передней доли гипофиза. Повышение концентрации в крови гормона гипофиза приводит к торможению нейросекрета в гипоталамусе.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы усиливает выработку тропных гормонов, парасимпатический отдел угнетает. [6].

Эпифиз находится над верхними буграми четверохолмия. Значение эпифиза крайне противоречиво. Из его ткани выделены два соединения:

• 1) мелатонин (принимает участие в регуляции пигментного обмена, тормозит развитие половых функций у молодых и действие гонадотропных гормонов у взрослых). Это обусловлено прямым действием мелатонина на гипоталамус, где идет блокада освобождения люлиберина, и на переднюю долю гипофиза, где он уменьшает действие люлиберина на освобождение лютропина;
• 2) гломерулотропин (стимулирует секрецию альдостерона корковым слоем надпочечников).

Тимус (вилочковая железа) — парный дольчатый орган, расположенный в верхнем отделе переднего средостения. Тимус образует несколько гормонов: тимозин, гомеостатический тимусный гормон, тимопоэтин I, II, тимусный гуморальный фактор. Они играют важную роль в развитии иммунологических защитных реакций организма, стимулируя образование антител. Тимус контролирует развитие и распределение лимфоцитов. Секреция гормонов тимуса регулируется передней долей гипофиза.

Паращитовидные железы — парный орган, они расположены на поверхности щитовидной железы. Гормон паращитовидной железы — паратгормон (паратирин).

Щитовидная железа расположена с обеих сторон трахеи ниже щитовидного хряща, имеет дольчатое строение. Структурной единицей является фолликул, заполненный коллоидом, где находится йодсодержащий белок — тиреоглобулин.

Гормоны щитовидной железы делятся на две группы:

• 1) йодированные — тироксин, трийодтиронин;
• 2) тиреокальцитонин (кальцитонин).

Поджелудочная железа — железа со смешанной функцией. Морфологической единицей железы служат островки Лангерганса, преимущественно они расположены в хвосте железы. Бета-клетки островков вырабатывают инсулин, альфа-клетки — глюкагон, дельта-клетки — соматостатин. В экстрактах ткани поджелудочной железы обнаружены гормоны ваготонин и центропнеин.

Надпочечники — парные железы, расположенные над верхними полюсами почек. Они имеют важное жизненное значение. Различают два типа гормонов: гормоны коркового слоя и гормоны мозгового слоя.

Гормоны коркового слоя длятся на три группы:

• 1) глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортизон, кортикостерон);
• 2) минералокортикоиды (альдестерон, дезоксикортикостерон);
• 3) половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон).

Глюкокортикоиды синтезируются в пучковой зоне коры надпочечников. По химическому строению гормоны являются стероидами, образуются из холестерина, для синтеза необходима аскорбиновая кислота. В ядрах переднего отдела гипоталамуса синтезируется нейросекрет кортиколиберин, который стимулирует образование кортикотропина в передней доле гипофиза, а он, в свою очередь, стимулирует образование глюкокортикоида. Функциональное отношение «гипоталамус — передняя доля гипофиза — кора надпочечников» находится в единой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе, которая играет ведущую роль в адаптационных реакциях организма.

Минералокортикоиды образуются в клубочковой зоне коры надпочечников и принимают участие в регуляции минерального обмена. К ним относятся альдостерон и дезоксикортикостерон.

Половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон) образуются в сетчатой зоне коры надпочечников.

Мозговой слой надпочечников вырабатывает гормоны, относящиеся к катехоламинам. Основной гормон — адреналин, вторым по значимости является предшественник адреналина — норадреналин. Хромаффиновые клетки мозгового слоя надпочечников находятся и в других частях организма (на аорте, у места разделения сонных артерий и т. д.), они образуют адреналовую систему организма. Мозговой слой надпочечников — видоизмененный симпатический ганглий.

Половые железы (семенники у мужчин, яичники у женщин) относятся к железам со смешанной функцией, внутрисекреторная функция проявляется в образовании и секреции половых гормонов, которые непосредственно поступают в кровь.

Мужские половые гормоны — андрогены образуются в интерстициальных клетках семенников. Различают два вида андрогенов — тестостерон и андростерон. Женские половые гормоны эстрогены образуются в фолликулах яичника. Синтез эстрогенов осуществляется оболочкой фолликула, прогестерона — желтым телом яичника, которое развивается на месте лопнувшего фолликула.

Плацента — уникальное образование, которое связывает материнский организм с плодом. Она выполняет многочисленные функции, в том числе метаболическую и гормональную. Она синтезирует гормоны двух групп:

• 1) белковые — хорионический гонадотропин (ХГ), плацентарный лактогенный гормон (ПЛГ), релаксин;
• 2) стероидные — прогестерон, эстрогены. [6]

Общей функцией для всех желез внутренней секреции является выработка гормонов. Термин «гормон» происходит от греческого слова hormae, что означает «возбуждаю, побуждаю». К настоящему времени открыто несколько десятков гормонов. 4].

Гормоны вырабатываются секреторными клетками, которые могут образовывать скопления (железы) или быть разбросанными по органу. Хранятся гормоны во внутриклеточных органеллах и при воздействии специфического стимула они выбрасываются в межклеточное пространство из клетки. Особенностью гормонов является их влияние в очень низких концентрациях.

Гормоны контролируют все важнейшие процессы в организме, изменяя активность генов, процессы онтогенетического развития, дифференцировку тканей, формирование пола, размножение. Влияя на подкорковые образования ствола мозга — среднего, промежуточного мозга — через ретикулярную формацию, лимбическую систему, а благодаря им и на кору головного мозга, они изменяют тонус коры.

Существует также ряд веществ, которые занимают промежуточное место между «классическими» гормонами и активными веществами. Это могут быть вещества местного или тканевого действия. Гормоны, действующие таким образом, называются паракринными. В этом случае выделяемый гормон диффундирует через межклеточные пространства, и информация, которую он несет, считывается клетками, находящимися в непосредственной близости. Паракринное действие гормона является расширением классических представлений о гормонах как веществах, выделяемых в кровь и переносимых к органам. [1].

Гормоны следует классифицировать по трем основным признакам.

• 1. По химической природе выделяют три группы гормонов: 1) полипептиды и белки (к простым белкам относят инсулин, соматотропин, пролактин; к сложным — лютеинизирующий, фолликулостимулирующий); 2) аминокислоты и их производные (адреналин, норадреналин, тироксин); 3) стероиды (андрогены и эстрогены, кортикостероиды).
• 2. По эффекту (знаку действия) — возбуждающие и тормозящие.
• 3. По месту действия на органы — мишени или другие железы: 1) эффекторные; 2) тропные.

Гормоны транспортируются к органам и тканям в основном (около 80%) в неактивном состоянии в форме обратимых комплексов с белками плазмы и форменными элементами крови, а также в свободном (активном) состоянии (около 20%). Гормоны, не связанные с транспортными белками крови, имеют доступ к клеткам и тканям. Гормоны органоспецифичны и обладают весьма высокой биологической активностью. Период полужизни гормонов небольшой — обычно около одного часа, поэтому они должны постоянно синтезироваться и секретироваться. [5].

Выделяют три основных свойства гормонов:

• 1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, расположены далеко от места его образования);
• 2) строгую специфичность действия (ответные реакции на действие гормона строго специфичны и не могут быть вызваны другими биологически активными агентами);
• 3) высокую биологическая активность (гормоны вырабатываются железами в малых количествах, эффективны в очень небольших концентрациях, небольшая часть гормонов циркулирует в крови в свободном активном состоянии).

Действие гормона на функции организма осуществляется двумя основными механизмами: через нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани. [6].

Гормоны выполняют функцию передачи информации в форме химического вещества, действующего на строго определенные органы-мишени. [5].

По механизму воздействия клеток с гормонами гормоны делятся на два типа.

Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) — гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).

Второй тип — плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора, их характерная особенность — быстровозникающие ответы.

В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат локализован внутри клетки), мембранный (контактный) — на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы — особые участки мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства, такие как:

• 1) высокое сродство к определенному гормону;
• 2) избирательность;
• 3) ограниченная емкость к гормону;
• 4) специфичность локализации в ткани.

Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.

Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и освобождения медиаторов внутри клетки.

Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:

• 1) образование комплекса «гормон—рецептор» на поверхности мембраны;
• 2) активацию мембранной аденилциклазы;
• 3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;
• 4) образование комплекса «цАМФ—рецептор»;
• 5) активацию каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;
• 6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора. [6]

Количество рецепторов в клетке может меняться в зависимости от внешних и внутренних факторов. В результате связывания гормона с рецептором возникают изменения в клетке (мембране, ферментах, генетическом аппарате), что и обуславливает влияние гормонов. [1].

Действие гормона может осуществляться и более сложным путем при участии нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы стенок кровеносных сосудов). Это начало рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах центральной нервной системы.

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

• 1) метаболическое воздействие — влияние на обмен веществ;
• 2) морфогенетическое воздействие — стимуляция образования, дифференциации, роста и метаморфозы;
• 3) пусковое воздействие — влияние на деятельность эффекторов;
• 4) корригирующее воздействие — изменение интенсивности деятельности органов или всего организма. [6]

Прекращение действия гормонов осуществляется с помощью тканевых ферментов и ферментов самих эндокринных желез, печени, почек. Многие продукты расщепления гормонов также активны и вызывают иногда сходные эффекты. Продукты распада гормонов выводятся главным образом почками, а также железами: слюнными, желудочно-кишечного тракта, потовыми и с желчью. [5].