Введение в эндокринную систему

Добрый день! Я сегодня решил рассказать о моей любимой теме в гистологии и физиологии — об эндокринной системе. Она достаточно сложна и объёмна. Поэтому я расскажу только о самых-самых основных вещах, без которых эндокринку у вас сдать не получится ни на гистологии, ни на физиологии.

Что такое эндокринная система?

Эндокринная система — это система особых органов —  «желез», которые вырабатывают гормоны. Стоит отметить, что все железы нашего организма делятся на эндокринные, экзокринные и смешанные.

Эндокринные железы выводят гормон в кровь или другие жидкости организма. Экзокринные железы выводят гормон в полостные органы, либо во внешнюю среду (как молочная железа, потовые железы и т.д.). Смешанные железы имеют эндокринную и экзокринную часть, как например, поджелудочная железа. Естественно, что изучая эндокринную систему, разбирают только железы внутренней и смешанной секреции:

• Гипофиз;
• Гипоталамус;
• Эпифиз (он же — шишковидное тело);
• Щитовидная железа;
• Паращитовидная железа;
• Надпочечники
• Другие железы.

Из перечисленных желёз гипофиз и гипоталамус (как правило, ещё и эпифиз) относят к центральной эндокринной системе. Эта классификация основана на топографическом признаке, проще говоря, по месту расположения — центр эндокринной системы совпадает с центром нервной системы.

Пожалуйста, запомните эту важную вещь. Связка гипоталамус-гипофиз является центром эндокринной системы, и причём не только по топографии. Гипоталамус-гипофиз контролируют множество эндокринных органов. Это некий «пульт управления», если хотите.

Эндокринные железы имеют анатомические особенности:

• Периферические эндокринные железы являются паренхимными органами. Они состоят из мягкой паренхимы (в противоположность полым органам — желудку, пищеводу и прочим), разделённой соединительнотканной стромой на определённые участки (сегменты, дольки или иные)
• Эндокринные железы обильно кровоснабжаются. Например, щитовидная железа получает кровь сразу из двух крупных артерий — верхней и нижней щитовидных артерий. Вообще такая закономерность характерна для всех паренхиматозных органов, будь то щитовидная железа, селезёнка, печень. Именно из-за этого опасны внутренние кровотечения из паренхиматозных органов.
• Эндокринным железам необходимо быстро создавать гормон и сразу же отправлять его в кровяное русло, чтобы он добрался до органа-мишени. Поэтому стенка капилляров имеет высокую степень проницаемости для гормонов. Это и позволяет только что синтезированному гормону сразу же попасть в кровоток.

Не только железы

Помимо желёз, в эндокринную систему входят также клетки APUD-системы. Это отдельные клетки, рассеянные по многим органам и системам, фактически, по всему организму. Клетки АПУД-системы встречаются в желудке, поджелудочной железе, печени, лёгких — почти везде. АПУД-клетки также, как и эндокринные железы, вырабатывают гормоны.

Детально разбирать строение и функции АПУД-системы необходимо будущим эндокринологам и онкологам. Очень опасны и агрессивны многие опухоли, происходящие из таких клеток, их называют «Апудомы».

Схема эндокринной системы

Но мы отвлеклись. Компоненты эндокринной системы человека можно представить в виде вот такой схемы.

Я специально отметил гипофиз и гипоталамус, чтобы вы лучше запомнили эту невероятно важную связку для нашего организма. Именно эта пара управляет очень многими эндокринными процессами ( обратите внимание, не всеми — но многими).

Что такое гормон?

Гормон — это биологически активное вещество, которое избирательно действует на отдельные органы и системы нашего организма. Представьте себе крохотное количество жидкости, которое заставляет работать или отключаться другие органы — примерно так и выглядит гормон.

Например, всем известный гормон адреналин действует на сердечно-сосудистую систему, на гладкие мышцы и другие системы. Если вы идёте ночью по тёмному лесу, и вдруг вы увидели непонятную тень на дереве сбоку от вас, ваши надпочечники выделят адреналин.

В случае опасности вашим мышцам понадобится больше крови (если придётся бежать или драться), значит, адреналин повысит давление в сосудах и заставит сердце работать быстрее. Вам понадобится более качественное зрение, чем в мирной ситуации, значит, адреналин подействует на гладкую мускулатуру глаза, и ваши зрачки расширятся.

Когда вы увидите, что грозная тень оказалась всего лишь ночной птицей, вы облегчённо выдохните, ваши зрачки вернуться к нормальному размеру, а ритм сердца замедлится. Вы перестанете ощущать биение пульса в висках и поймёте, что опасность миновала.

Этим примером я хотел показать, что гормоны действуют избирательно, стимулируя или замедляя подчинённые именно им физиологические процессы (в нашем примере это было расширение зрачка и учащение пульса).

 

 

Механизмы прямой и обратной связи

Это — главные механизмы физиологии эндокринной системы, если вы поймёте их, все эндокринные заболевания станут для вас понятны как открытая книга.

Механизм прямой связи

Как мы уже выяснили, главным центром регуляции всей эндокринной системы являются гипоталамус и гипофиз. Давайте представим, что эта связка обнаружила нехватку гормонов щитовидной железы. В таком случае гипоталамус отправит гипофизу сигнал в виде тиреотропин-рилизинг-гормона. Гипофиз отзовётся на этот сигнал выработкой тиреотропного гормона. Тиреотропный гормон простимулирует щитовидную железу и она будет в большем количестве производить Т3 и Т4 — гормоны.

Это — пример механизма прямой сязи. Почему это так называется? Дело в том, что гипоталамус выделил больше тиреотропин-рилизнг-гормона, который попал в гипофиз и заставил его вырабатывать больше тиреотропного гормона. В свою очередь, большее количество тиреотропного гормона заставило щитовидную железу вырабатывать больше Т3 и Т4. Большее количество одного гормона стимулирует «подчинённую» железу вырабатывать большее количество своего гормона.

 

Механизм обратной связи

Продолжим рассматривать наш пример. Щитовидная железа послушалась указаний «сверху» и исправно начала вырабатывать больше гормоны Т3 и Т4. В крови появилось большее количество этих гормонов, и их увеличение засёк гипоталамус. Главный дирижёт эндокринной системы оценил старания щитовидной железы и уменьшил количество тиреотропин-рилизинг-гормона.

Ещё раз: в ответ на увеличение количества гормона нижележащей по иерархии железы, вышележащая железа уменьшает количество гормона, то есть «чем больше — тем меньше». Это — механизм обратной связи.

 

Классификация гормонов

И на гистологии, и на физиологии вам обязательно потребуется классификация гормонов. Это один из базовых вопросов, на самом деле. Существует несколько классификаций гормонов, мы рассмотрим самые важные.

По месту действия:

1. Эффекторные. Действуют непосредственно на клетки органа-мишени. Инсулин воздействует напрямую на клетки печени, заставляя их более интенсивно производить гликоген (углевод, который формирует долгосрочные запасы глюкозы). Клетки печени способны понять сигналы инсулина без посредников. Инсулин — эффекторный гормон.
2. Тропные. Действуют на другие железы, которые, в свою очередь, действуют на клетки органа-мишени. Гипофиз вырабатывает тиреотропный гормон (он же- ТТГ), который действует на клетки щитовидной железы. Щитовидная железа после получения сигнала (то есть порции ТТГ) от гипофиза вырабатывает гормоны Т3 и Т4, которые действуют уже непосредственно на ткани и органы — на печень, на сердечно-сосудистую систему, на ЦНС.

По производимому эффекту различают:

1. Стимулирующие гормоны. Они всегда что-то ускоряют, взвинчивают нормальный темп работы органов. Вспомните наш пример про адреналин и то, как застучал пульс в висках при виде тени в ночном лесу;
2. Тормозящие гормоны. Они всегда что-то подавляют или замедляют. Соматостатин, например — он подавляет выработку гормона роста (соматотропина), а также замедляет синтез целой группы биологически активных веществ в желудке и кишечнике.

По химическому составу существуют такие типы гормонов, как:

1. Стероиды. Наверное, всем известное слово. Стероидные гормоны — это производные холестерина, липофильного спирта. Половые гормоны, «гормон стресса» кортизол — яркие представители этой группы ;
2. Белковые гормоны. Эти гормоны состоят из белков или полипетидных молекул. Например, гормоны гипофиза;
3. Гормоны — производные аминокислот. К этому типу относят гормоны, в которых существуют и аминокислоты, и какой-либо неаминокислотный компонент. Очевидный пример — гормоны щитовидной железы Т3 и Т4, в составе который имеются атомы йоды.

По проницаемости через клеточные мембраны:

1. Липофобные. Можно легко запомнить — «липо» — от слова «жир», «фобос» — «страх». Липофобные гормоны «боятся жира», не могут проходить сквозь липиды клеточных мембран. Их воспринимают рецепторы на поверхности мембран клеток, поскольку внутрь клетки они не попадают. Это, например, гормоны гипофиза;
2. Липофильные. Эти гормоны легко проникают сквозь клеточные мембраны и попадают в цитоплазму клетки. Именно так работают стероидные гормоны.

Особенности гормонов

Чем гормоны отличаются от других веществ? Дело в том, что гормонам присущи несколько функциональных особенностей, которыми никакие другие вещества не обладают. К таким особенностям относят:

1) Высокая активность в малых количествах

Это действительно так. Несмотря на мощный биологический эффект, гормоны не вырабатываются литрами. Крохотные капли соматотропина (гормон роста) заставят кисти и ступни взрослого человека увеличиваться в размерах. Десятые доли миллиграмма гормонов щитовидной железы повлияют на обмен веществ, температуру тела, и даже на функции психики;

2) Органоспецифичность

Это значит, что некоторые действия органов и тканей могут быть вызваны только гормонами, и никакими другими веществами. Если у подопытного животного удалить половые железы, мы сразу же получим эффект в виде полного выпадения всех половых функций (течка, половое поведение и т.д.). Ничем другим эти эффекты вызвать не получится, и ничем другим, кроме синтетических аналогов недостающих гормонов, вернуть животное к норме также не выйдет;

3) Специфичность воздействия

Не путайте с предыдущим пунктом. Специфичность воздействия означает, что гормоны работаю только при наличии специфических рецепторов в клетках и тканях. К каждому гормону у ткани свои, особые рецепторы.

Такие клетки и ткани называют «мишени».  Если у ткани отсутствует рецептор к гормону, она не будет реагировать на его действие. Кстати, «ускользание» клеток из-под действия гормональных регуляторов наблюдается при развитии злокачественных новообразований. Клетка просто перестаёт быть мишенью для гормонов, ферментов и других регуляторов. Окружение постоянно подаёт сигналы в виде гормонов — «Перестань расти, ты убьёшь всех нас!» Но у клетки уже нет рецепторов к гормонам и другим сигналам, она не слышит их и продолжает бесконтрольно расти и делиться — это и есть злокачественный рост;

4) Дистантность действия

Место создания гормона и его мишень могут быть сильно удалены друг от друга. Например, аденокортикотропный гормон (он же — АКТГ) вырабатывается в гипофизе (голова), а его цель — это надпочечник, который находится на верхнем полюсе почки (проецируется, как правило, на спину). Правда, не все гормоны нуждаются в дистантном действии — иногда клетка-мишень находится очень близко к месту выработки гормона.

5) Особый метаболизм

Гормоны — это короткоживущие вещества. Некоторые из них существуют около часа, иные разрушаются практически мгновенно после действия. Соответственно, гормоны в здоровом организме должны постоянно синтезироваться, быстро работать, сразу же разрушаться и выводится прочь из организма.

Синтез гормонов управляется сложными каскадными механизмами самой эндокринной системы (например, когда один гормон влияет на железу и заставляет её вырабатывать другой гормон, как мы разбирали в классификации), а также нервной системой. На выработку гормонов влияют также гуморальные факторы, например, ферменты.

После того, как гормон выполнил свою задачу, он связывается с инактивирующими веществами, либо сам переходит в неактивную форму и уже в таком виде выводится из организма с мочой или в составе желчи, которая, в свою очередь, выводится с калом.