Физиология эндокринной системы. Изменения эндокринных функций при старении Физиологические изменения эндокринной системы

Эндокринная система-это система желез внутренней секреций со своей сложной регуляцией, иерархией, комплексом взаимосвязей между органами. Эндокринная система организма в целом поддерживает постоянство во внутренней среде, необходимое для нормального протекания физиологических процессов. Помимо этого, эндокринная система совместно с нервной и иммунной системами обеспечивают репродуктивную функцию, рост и развитие организма, образование, утилизацию и сохранение (“про запас” в виде гликогена или жировой клетчатки) энергии. Роль сигналов в этой системе выполняют гормоны.
Гормоны - биологические активные вещества, обладающие строго специфическим и избирательным действием, способные изменять уровень жизнедеятельности организма. Все гормоны делятся на:
- Стероидные гормоны - производятся из холестерина в коре надпочечников, в половых железах.
- Полипептидные гормоны - белковые гормоны (инсулин, пролактин, АКТГ и др.)
- Гормоны производные аминокислот - адреналин, норадреналин, дофамин и др.
- Гормоны производные жирных кислот - простогландины.

По физиологическому действию гормоны подразделяются на:
- Пусковые (гормоны гипофиза, эпифиза, гипоталамуса). Воздействуют на другие железы внутренней секреции.
- Исполнители - воздействуют на отдельные процессы в тканях и органах.

Физиологическое действие гормонов направлено на:
1) обеспечение гуморальной , т.е. осуществляемой через кровь, регуляции биологических процессов;
2) поддержание целостности и постоянства внутренней среды, гармоничного взаимодействия между клеточными компонентами тела;
3) регуляцию процессов роста, созревания и репродукции.
Орган реагирующий на данный гормон является органом-мишенью (эффектор). Клетки этого органа снабжены рецепторами.

Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Изучение физиологического действия эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой функции и чудо рождения детей, а также ответить на
вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.
В нормальном состоянии существует гармоничный баланс между активностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и ответом тканей-мишеней (тканей, на которые направлено воздействие). Любое нарушение в каждом из этих звеньев быстро приводит к отклонениям от нормы. Избыточная или недостаточная продукция гормонов служит причиной различных заболеваний, сопровождающихся глубокими химическими изменениями в организме.
Изучением роли гормонов в жизнедеятельности организма и нормальной и патологической физиологией желез внутренней секреции занимается эндокринология .

Старение и эндокринная система

Процесс старения сопровождается многочисленными нарушениями функций эндокринной системы. Часто трудно определить, что является причиной этих нарушений – собственно старость или болезни, ее сопровождающие.

У старых животных концентрации большинства гормонов снижены. Еще более разница между молодым и старым организмами заметна при сравнении реакций эндокринных желез на внешнее воздействие. Так, гипофиз старых крыс отвечает на действие релизинг-факторов гипоталамуса (либеринов) секрецией меньшего количества тропных гормонов. Искусственно восполняя недостающие в гипофизе старых крыс вещества, можно задержать или обратить вспять ослабление репродуктивной функции, развитие опухолей и инволюцию вилочковой железы (тимуса).

Еще одна причина ослабления эндокринной регуляции – возрастные изменения структуры гормонов и, соответственно, их активности. Так, по мере старения меняется молекулярная масса и снижается активность тиреотропина (ТТГ). Искусственным введением кальция в клетку в некоторых случаях удается предотвратить снижение ее ответа на гормоны. Возможно, это подсказывает новую стратегию терапии. Происходят изменения и в связывании кальция в клетке.

В старости усиливается образование катехоламинов в симпатической части вегетативной нервной системы. С другой стороны, ослабляются эффекты, передаваемые воздействием катехоламинов на адренорецепторы. Все это суживает диапазон возможных ответов на экстремальные воздействия внешней среды. Возможно, дополнительные количества катехоламинов нужны для лучшей утилизации нутриентов: действуя на адипоциты, катехоламины усиливают липолиз. Через адренорецепторы печени они активируют и гликогенолиз.

В старости происходят изменения в регуляции обмена глюкозы. Количество Р-клеток в поджелудочной железе уменьшается. В ответ на рост концентрации глюкозы они высвобождают в кровь меньшее количество инсулина. Обратная связь, подавляющая выброс глюкозы печенью (при повышении ее концентрации в крови), действует медленнее. Активность инсулина падает, соответственно, нарушается поглощение глюкозы мышцами. Результатом этих изменений является снижение толерантности к глюкозе, а иногда и развитие сахарного диабета.
Связь старения и эндокринной системы описывается элевационной теорией Дильмана.

Элевационная теория Дильмана

В начале 1950-х годов известный отечественный геронтолог В.М. Дильман выдвинул и обосновал идею о существовании единого регуляторного механизма, определяющего закономерности возрастных изменений различных гомеостатических (поддерживающих постоянство внутренней среды) систем организма. По гипотезе Дильмана, основным звеном механизмов как развития (лат. elevatio – подъем, в переносном смысле – развитие), так и последующего старения организма является гипоталамус – «дирижер» эндокринной системы. Некоторые геронтологи, в том числе и Дильман, полагают, что многие изменения, появляющиеся в организме по мере старения человека, обусловлены постепенной утратой организмом способности сохранять гомеостаз посредством гормонального контроля и мозговой регуляции. Многие симптомы старения, судя по всему, объясняются потерей контроля за образованием гормонов, в результате чего их вырабатывается либо слишком много, либо слишком мало и регулирование жизненных процессов разбалансировывается. Климакс, например, обусловлен потерей гормона эстрогена, производимого яичниками. Это приводит к снижению способности к деторождению и уменьшению влагалищных выделений, (что может нарушать половое общение), снижению тонуса мышц, источение и сухости кожи. В климактерический период возрастает количество холестерина и крови, а это значит, что после прекращения менструаций женщины подвергаются наравне с мужчинами опасности заболеваний сердца, которые связаны с тем, что отложения холестерина блокируют кровоснабжение сердца. Главная причина старения – это возрастное снижение чувствительности гипоталамуса к регуляторным сигналам, поступающим от нервной системы и желез внутренней секреции. На протяжении 1960-80-х гг. с помощью экспериментальных исследований и клинических наблюдений было установлено, что именно этот процесс приводит к возрастным изменениям функций репродуктивной системы и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, обеспечивающей необходимый уровень вырабатываемых корой надпочечников глюкокортикоидов – «гормонов стресса», суточные колебания их концентрации и повышение секреции при стрессе, и, в конечном итоге, к развитию состояния так называемого «гиперадаптоза». Следствием аналогичных возрастных изменений в системе метаболического гомеостата, регулирующего аппетит и энергетическое обеспечение функций организма, является нарастание с возрастом содержания жира в теле, снижение чувствительности тканей к инсулину (предиабет) и развитие атеросклероза.
Эндокринная регуляция:

Важным этапом в развитии элевационной теории было установление роли возрастных изменений, закономерно возникающих в этих трех основных «супергомеостатах» (репродуктивном, адаптационном и метаболическом), в формировании таких имеющих ключевое значение для продолжительности жизни индивидуума феноменов, как метаболическая иммунодепрессия и канкрофилия, т.е. формирование условий, способствующих возникновению злокачественных новообразований. Развивая и углубляя на протяжении почти 40 лет свою концепцию, В.М. Дильман пришел к убеждению, что старение (и главные болезни, ассоциированные со старением) не запрограммировано, а является побочным продуктом реализации генетической программы развития и поэтому старение возникает с закономерностью, свойственной генетической программе. По концепции Дильмана, старение и связанные с ним болезни – это побочный продукт реализации генетической программы онтогенеза – развития организма.
Онтогенетическая модель возрастной патологии открыла новые подходы к профилактике преждевременного старения и болезней, связанных с
возрастом и являющихся основными причинами смерти человека: болезней сердца, злокачественных новообразований, инсультов, метаболической иммунодепрессии, атеросклероза, сахарного диабета пожилых и ожирения, психической депрессии, аутоиммунных и некоторых других заболеваний. Из онтогенетической модели следует, что развитие болезней и естественных старческих изменений можно затормозить, если стабилизировать состояние гомеостаза на уровне, достигаемом к окончанию развития организма. Если замедлить скорость старения , то, как полагал В.М. Дильман, возможно увеличить видовые пределы жизни человека.

Современные представления о механизмах геропротекторного действия ограниченной по калорийности диеты, антидиабетических бигуанидов, пептидов эпифиза и мелатонина, некоторых нейротропных препаратов (в частности, L-ДОФА и ингибитора моноаминоксидазы депренила), янтарной кислоты свидетельствуют о перспективности такого подхода.

К сожалению, статей Дильмана в электронном виде пока нет, но можно прочитать его главный труд "Большие биологические часы" .

Таким образом, теория Дильмана является обобщением группы теорий программируемой гибели. Современный вариант теории Дильмана- нейроэндокринная теория. Одним из главных возраст-ассоциированных нарушений считается нечувствительность клеток к гормональным стимулам.

Эпифиз и механизмы старения

Сейчас в научном мире стало крылатым выражение "Эпифиз- это солнечные часы организма". Наиболее существенным для живой природы явлением на Земле является смена дня и ночи, света и темноты. Вращение ее вокруг своей оси и одновременно вокруг Солнца отмеряет сутки, сезоны и годы нашей жизни. Все больше сведений накапливается и о роли эпифиза (шишковидной железы) как основного ритмоводителя функций организма. Свет угнетает продукцию и секрецию мелатонина, и поэтому его максимальный уровень в эпифизе и крови у человека и животных многих видов наблюдается в ночные часы, а минимальный - в утренние и днем. При старении функция эпифиза снижается, что проявляется прежде всего нарушением ритма секреции мелатонина, и снижением уровня его секреции (Touitou, 2001 ; Reiter et al., 2002).
У людей в возрастной группе 60-74 года у большинства физиологических показателей наблюдается положительный фазовый сдвиг циркадного ритма (~1.5-2 часа) с его последующей десинхронизацией у лиц старше 75 лет (Gubin, 2001). Если эпифиз уподобить биологическим часам организма, то мелатонин можно уподобить маятнику, который обеспечивает ход этих часов и снижение амплитуды которого приводит к их остановке. Пожалуй, более точно будет сравнить эпифиз с солнечными часами, в которых мелатонин играет роль тени от гномона - стержня, отбрасывающего тень от солнца. Днем солнце высоко, и тень коротка (уровень мелатонина минимален), в середине ночи - пик синтеза мелатонина эпифизом и секреции его в кровь. При этом важно то, что мелатонин имеет суточный ритм, то есть единицей его измерения является хронологический метроном - суточное вращение Земли вокруг своей оси.
Если эпифиз - солнечные часы организма, то, очевидно, любые изменения длительности светового дня должны существенным образом сказываться на его функциях и в конечном счете на скорости его старения. Циркадный ритм весьма важен не только для временной организации физиологических функций организма, но и для продолжительности его жизни. Установлено, что с возрастом нейронная активность супрахиазматического ядра снижается, при этом при содержании в условиях постоянного освещения эти нарушения развиваются быстрее (Watanabe et al, 1995). Старые животные резистентны к действию клоргилина, стимулирующего биосинтез мелатонина в условиях круглосуточного освещения; таким же эффектом обладает разрушение супрахиазматического ядра гипоталамуса (Oxenkrug, Requintina, 1998). В ряде работ было показано, что нарушение фотопериодов может приводить к существенному уменьшению продолжительности жизни животных (Pittendrigh, Minis, 1972 ; Pittendrigh, Daan, 1974).
M. W. Hurd и М. R. Ralph (1998) исследовали роль циркадного ритма в старении организма на золотистых хомячках Mesocricetus auratus с мутацией ритмоводителя tau . Авторы получили 3 группы хомячков; имеющих дикий тип (+/+), гомозигот tau-/tau- и гетерозигот tau-/+, а затем их гибриды. Предварительные трехлетние наблюдения показали, что гетерозиготы tau-/+ имели на 20 % меньшую продолжительности жизни, чем гомозиготы. Продолжительность жизни мутантных гетерозигот tau-/+, содержавшихся при режиме 14 часов - свет, 10 часов - темнота, была почти на 7 месяцев короче, чем в группах гомозигот +/+ или tau-/tau- (p < 0.05), однако средняя продолжительность жизни обеих гомозиготных групп была практически одинаковой. При круглосуточном содержании хомячков в условиях постоянного слабого освещения (20- 40 люкс) с 10-недельного возраста средняя продолжительность жизни гетерозигот и гомозигот была одинаковой и колебалась от 15 до 18 месяцев. Для изучения причин влияния циркадного ритма на продолжительность жизни авторы имплантировали в головной мозг старых хомячков супрахиазматические ядра от плодов хомячков различного генотипа. Было установлено, что хомячки с прижившимися имплантатами жили в среднем на 4 месяца дольше, чем интактные или ложнооперированные контрольные животные. Авторы полагают, что результаты их экспериментов свидетельствуют о том, что нарушения циркадного ритма сокращают продолжительность жизни животных, тогда как их восстановление с помощью имплантации фетального супрахиазматического ядра (спонтанного осциллятора) увеличивает ее почти на 20%. Таким же эффектом, по мнению авторов, будут обладать любые воздействия, направленные на нормализацию циркадного ритма. Интересно, что разрушение осциллятора (супрахиазматического ядра) приводит к сокращению продолжительности жизни животных (DeCoursey et al., 2000).

Мелатонин и старение

Мелатонин- "гормон ночи",гормон эпифиза, регулирующий циркадные ритмы. Основной физиологический эффект мелатонина заключается в торможении секреции гонадотропинов. Кроме того, снижается, но в меньшей степени, секреция других тропных гормонов передней доли гипофиза - кортикотропина, тиротропина, соматотропина.
Секреция мелатонина подчинена суточному ритму, определяющему, в свою очередь, ритмичность гонадотропных эффектов и половой функции. Синтез и секреция мелатонина зависят от освещённости - избыток света тормозит его образование, а снижение освещённости повышает синтез и секрецию гормона. У человека на ночные часы приходится 70 % суточной продукции мелатонина.

Впервые способность мелатонина увеличивать продолжительность жизни мышей была установлена W. Pierpaoli и G. J. M. Maestroni (Pierpaoli, Maestroni, 1987). В ноябре 1985 г. авторы начали ежедневные введения мелатонина с питьевой водой {10 мг/л) 10 самцам мышей линии C57BL/6J. 10 контрольных животных получали 0.01 %-ный раствор этанола, служивший растворителем для мелатонина. В начале опыта возраст мышей составлял 575 дней (около 19 месяцев), и все они были вполне здоровы. Мелатонин животные получали с 18.00 до 8.30 ч. Через 5 месяцев после начала опыта контрольные животные стали терять в весе, были малоактивны, облысели. Введение мелатонина предохраняло животных от возрастной потери веса и он сохранялся на уровне 18-месячных. Средняя продолжительность жизни мышей под влиянием мелатонина увеличилась на 20%, составив 931 ±80 дней против 752±81 в контрольной группе. По расчетам авторов различие достоверно (р 0.05).
В 1991 г. W. Pierpaoli и соавт. (1991) представили результаты трех серий опытов с хроническим введением мелатонина мышам различных линий. Во всех опытах мелатонин вводили только в ночное время с питьевой водой {10 мг/л). 15 самкам мышей линии СЗН/Не мелатонин начинали вводить с 12-месячного возраста. В контрольной группе было 14 мышей. Мелатонин не только не увеличил продолжительность жизни этих, мышей, но привел к увеличению частоты развития новообразований, преимущественно поражавших органы репродуктивной системы (лимфо - или ретикулосаркомы , карциномы яичников). Данные о средней продолжительности жизни и частоте новообразований в контрольной и подопытной группах не были приведены. Следует отметить, что самок мышей линии СЗН/Не характеризует высокая частота развития спонтанных опухолей молочной железы (Storer, 1966), однако авторы не сообщают каких-либо сведений об их обнаружении в контрольной или подопытной группах. Мыши, получавшие мелатонин, жили в среднем на 2 месяца меньше контрольных.
Во 2-й серии опытов мелатонин вводили в дневное или ночное время мышам-самкам линии NZB (New Zealand Black), характеризующихся высокой частотой развития аутоиммунной гемолитической анемии, нефросклероза и системных или локализованных ретикулоклеточных опухолей типа А или В. В каждой группе было по 10 животных, и мелатонин начинали вводить с четырехмесячного возраста. Введение мелатонина днем не оказывало влияния на выживаемость мышей, и все они погибли к 20-месячному возрасту (в контроле - к 19-му месяцу жизни). При введении мелатонина в ночные часы в возрасте 20 месяцев были живы 4 из 10 мышей этой группы, а до 22-месячного возраста дожили 2 мыши. Последняя мышь прожила 2 месяца, то есть на 4 месяца больше максимальной продолжительности жизни в контрольной группе. Авторы не наблюдали каких-либо различий в причинах смерти в контрольной и подопытных группах.
3-я серия опытов была повторением опыта с мышами-самцами линии C57BL/6. На этот раз в контрольной группе было 20, а в подопытной - 15 мышей в возрасте 19 месяцев. Средняя продолжительность жизни в контроле составила 743 ± 84 дня, а в группе, получавшей мелатонин, - 871 ±118 дней (р0.05 при расчете с использованием критерия t Стьюдента). Введение мелатонина не сказывалось существенно на весе тела мышей в ту или иную сторону при сравнении с контролем.
Позднее W. Pierpaoli и W. Regelson (1994) обобщили старые данные и представили результаты новых экспериментов по изучению влияния мелатонина на продолжительность жизни мышей разных линий. Мелатонин вводили с питьевой водой (10 мг/л) в ночные часы (с 18.00 до 8.30 ч.). Самкам мышей BALB/c гормон начинали вводить с 15-месячного возраста. Средняя продолжительность жизни 26 контрольных животных составила 715 дней, тогда как получавшие мелатонин 12 мышей жили в среднем 843 дня, то есть на 18 % дольше. Медиана составила соответственно 24.8 месяца в контроле и 28.1 месяца в подопытной группе, а максимальная продолжительность жизни - 27.2 и 29.4 месяца соответственно. Авторы не наблюдали каких-либо различий в весе тела между мышами обеих групп. В другом опыте мелатонин вводили также с питьевой водой в ночные часы в дозе 10 мг/л самцам мышей BALB/c начиная с 18-месячного возраста и убивали группами через 4, 7 и 8 месяцев после начала воздействия. Через 8 месяцев наблюдения вес тимуса, надпочечников и тестикул мышей, получавших мелатонин, существенно отличался от одновозрастного контроля. Аналогичным образом улучшались такие показатели, как число лимфоцитов в периферической крови, уровень цинка, тестостерона и тиреоидных гормонов. Авторы полагают, что циклическое введение мелатонина оказывает положительное влияние на мышей, поддерживая в них более молодое состояние эндокринных и тимико-лимфоидных органов. Следует отметить, что число старых мышей в группах было крайне невелико (5-6), а контрольная группа 3-месячных мышей включала только 3 животных.
S. P. Lenz и соавт. (1995) вводили мелатонин самкам мышей NZB/W в инъекциях в разовой дозе 100 мкг на мышь (2-3.5 мг/кг) ежедневно в утренние часы (между 08.00 и 10.00 ч) или вечером (между 17.00 и 19.00 ч) начиная с восьмимесячного возраста и в течение 9 месяцев. В каждой группе было по 15 животных. Было установлено, что введение мелатонина в утренние часы существенно (р<0.001) увеличивает выживаемость мышей, тогда как вечерние инъекции таким эффектом не обладали. Так, если до 34-недельного возраста дожило только 20 % контрольных мышей, в "утренней" группе были живы 65% животных, причем 30% дожили до конца периода наблюдения (44 недели). В "вечерней" группе до 34-недельного возраста дожило практически столько же (60%) мышей, однако 37-недельный возраст пережили лишь 20% животных. Авторы отметили замедление возрастного нарастания протеинурии у мышей, которым мелатонин вводили в утренние часы. К сожалению, наблюдение за животными было прекращено до естественной гибели животных во всех группах. Число мышей в группах было весьма невелико, полная аутопсия животных не производилась.
Е. Mocchegiani и соавт. (1998) вводили мелатонин с питьевой водой (10 г/л) в ночные часы 50 самцам мышей линии Balb/c начиная с 18-месячного возраста. 50 мышей другой группы получали воду с добавлением сульфата цинка (22 мг/л) и 50 служили интактным контролем. За мышами наблюдали до естественной гибели, их регулярно взвешивали и определяли потребление корма. Применение мелатонина и цинка существенно сдвигало вправо кривые выживаемости животных и увеличивало на 2 и 3 месяца соответственно максимальную продолжительность жизни животных по сравнению с интактным контролем. Ни мелатонин, ни цинк не влияли на потребление корма и динамику веса тела животных.
A. Conti и G. J. M. Maestroni (1998) изучали влияние мелатонина на продолжительность жизни самок мышей линии NOD (non-obese diabetic), характеризующихся высокой частотой развития инсулинзависимого диабета. Одной из групп мышей (n = 25) была произведена эпифизэктомия сразу после рождения, 2-я группа (n = 30) получала мелатонин подкожно в дозе 4 мг/кг в 16.30 ч 5 раз в неделю начиная с возраста 4 недели и до 38-й недели жизни. Мышам 3-й группы по такой же схеме вводили подкожно бычью сыворотку (PBS), и они служили контролем к группе 2. Мышам 4-й группы (n = 17) мелатонин вводили с питьевой водой (10 мг/л) в ночные часы 5 раз в неделю с 4-й по 38-ю неделю жизни; 5-ю группу составили 29 интактных животных. Эпифизэктомированные мыши начали погибать уже в возрасте 19 недель, аутоиммунный диабет у них быстро прогрессировал, и к 32-й неделе жизни 92 % всех животных этой группы погибли. В контроле мыши начали погибать с 18-й недели жизни, однако наклон кривой выживаемости был существенно меньшим и к 50-й неделе жизни вымерло 65.5 % контрольных животных. При хроническом подкожном введении мелатонина в течение 33 недель существенно замедлялась скорость развития болезни и снижалась смертность. До возраста 50 недель не дожило только 10% мышей, которым подкожно вводили мелатонин. Интересно, что инъекции бычьей сыворотки также замедляли развитие диабета, однако до возраста 50 недель дожило лишь 32 % мышей этой группы. Эффект введения мелатонина с питьевой водой был менее выражен, чем при его подкожном введении: до конца срока наблюдения дожило 58.8 % мышей этой группы против 34.5 % в контроле (р<0.0019). Таким образом, если эпифизэктомия ускоряла развитие диабета и укорачивала продолжительность жизни мышей линии NOD, то введение мелатонина замедляло развитие заболевания и увеличивало продолжительность жизни животных (Conti, Maestroni, 1998).
В другом большом исследовании мелатонин с кормом (11 ррm или 68 мкг/кг веса тела в день) давали самцам мышей линии C57BL/6 начиная с 18-месячного возраста (Lipman et al., 1998). Динамика веса тела и потребления корма под влиянием мелатонина существенно не отличалась от таковой у контрольных животных. Не наблюдалось также никаких различий в смертности в группе контрольных мышей и мышей, получавших с кормом мелатонин. Так, 50 %-ная смертность в контроле наступала в возрасте 26.5 месяцев, а при введении мелатонина - в 26.7 месяца. Кривые смертности, а также данные о максимальной продолжительности жизни животных в разных группах в работе не представлены. Более того, их убивали в возрасте 24 месяцев (когорта 1) либо в возрасте, когда умирала половина всех животных в группе (возраст 50%-ной смертности), то есть через 6 или 8.5 месяца после начала опыта {когорта 2). Последнюю, 3-ю когорту составили мыши, которые пали ранее двухлетнего возраста или до достижения возраста 50%-ной смертности. В первой когорте было по 20 контрольных и получавших мелатонин мышей, во второй соответственно 7 и 13 мышей, а в третьей соответственно 38 и 30 животных. В этих трех когортах раздельно оценивалась частота развившихся патологических процессов. Авторы не обнаружили каких-либо различий в общей частоте патологических процессов между мышами контрольной группы и получавшими мелатонин. Однако такой вывод, на наш взгляд, не вполне корректен и опровергается данными, представленными в статье. Так, авторы объединили под одной рубрикой все патологические процессы, включая дегенеративно-атрофические, лимфопролиферативные, и новообразования. Вместе с тем если частота лимфом среди мышей контрольной группы и группы, получавшей мелатонин (3-я когорта), была одинаковой (21.1 и 23.3 % соответственно), то среди доживших до срока 50 %-ной смертности она составила 28.6 и 77.9 % соответственно. Вызывает крайнее удивление отсутствие какого-либо упоминания о лимфомах у мышей в 1-й когорте, то есть умерщвленных в возрасте 24 месяца, что лишь на 2.5-3 месяца меньше, чем в когорте 2, притом что у павших до этого срока лимфомы выявлялись в 21-23% случаев. В статье полностью отсутствуют сведения о новообразованиях других локализаций у мышей различных групп. Приходится констатировать, что работа Lipman и соавт. (1998) содержит ряд серьезных методических ошибок, которые ставят под сомнение результаты всей работы и ее выводы.
В опытах Анисимова (Anisimov et al., 2001) 50 подопытным самкам мышей линии СВА начиная с шестимесячного возраста курсами (5 дней подряд раз в месяц) вводили с питьевой водой мелатонин (20 мг/л). 50 интактных самок служили контролем. За животными наблюдали до их естественной гибели. Ежемесячно мышей взвешивали, определяли количество потребленного корма. Каждые три месяца исследовали эстральную функцию, мышечную силу, утомляемость, двигательную активность мышей, а также измеряли температуру тела. Всех животных вскрывали. Обнаруженные опухоли исследовали гистологически. Было установлено, что длительное введение мелатонина самкам мышей СВА замедляло у них возрастные изменения эстральной функции и не оказывало сколько-нибудь неблагоприятного влияния на их физическую активность. В ходе эксперимента было установлено, что у мышей контрольной группы температура тела не падала, а на 9-м месяце опыта была достоверно выше по сравнению с 6-м месяцем. У мышей, получавших мелатонин, напротив, температура тела в ходе всего эксперимента достоверно снижалась (р< 0.001). Сходная тенденция отмечена также при измерении средней температуры отдельных фаз эстрального цикла. Однако различий между значениями температуры отдельных фаз цикла практически не было. Только у мышей подопытной группы на 3-м месяце опыта температура во время эструса была достоверно выше, чем во время метаэструса и проэструса (р < 0.05).
По данным о влиянии мелатонина на продолжительность жизни мышей можно видеть, что динамика выживаемости не различалась в обеих группах до возраста 22 месяца, после чего наблюдалось отчетливое уменьшение смертности под влиянием мелатонина. Если к двухлетнему возрасту не осталось в живых ни одной контрольной мыши, то мышей, получавших мелатонин, было 9. Таким образом, кривая выживаемости мышей, получавших мелатонин, была смещена вправо по сравнению с кривой выживаемости контрольных мышей. Средняя продолжительность жизни мышей в обеих группах достоверно не различалась, тогда как максимальная продолжительность жизни под воздействием мелатонина увеличилась почти на 2.5 месяца.
Таким образом, применение мелатонина оказало определенное усиливающее спонтанный канцерогенез действие у самок мышей СВА. Число мышей со злокачественными опухолями в подопытной группе было достоверно (на 20 %) больше, чем в контрольной. Под влиянием мелатонина отмечено появление 4 лейкозов и 5 аденокарцином легких (р<0.01), отсутствовавших в контрольной группе. Показано наличие опухолей матки в подопытной группе мышей. Однако под влиянием мелатонина у мышей реже развивались аденомы легких (в 2.5 раза, р<0.001). Не наблюдалось существенного влияния мелатонина на развитие новообразований какой-либо иной локализации.
В той же статье Анисимовым была предложена схема старение-антистарение, определенная роль в которой отводится и мелатонину:


В опытах, на самках линии SHR мелатонин вводили также с питьевой водой в ночные часы в двух дозах (2 и 20 мг/л), 5 последовательных дней ежемесячно, начиная с возраста 3-го месяца (Anisimov et al., 2003). Применение мелатонина сопровождалось замедлением возрастного выключения эстральной функции, небольшим снижением веса тела (в малой дозе) и увеличением средней продолжительности жизни последних 10 % мышей. Мелатонин в дозе 2 мг/л существенно тормозил развитие опухолей у мышей этой линии (в 1.9 раза но сравнению с интактным контролем). При этом наиболее выраженный эффект проявился в отношении аденокарцином молочной железы, частота которых снизилась в 4.3 раза.
Таким образом, сведения о влиянии мелатонина на продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у мышей различных линий довольно противоречивы.
Если не принимать во внимание опыты В. И. Романенко, в которых мелатонин вводили в очень большой дозе, то оказывается, что при введении мышам разных линий и вне зависимости от времени начала применения мелатонин увеличивал среднюю продолжительность жизни в 12 экспериментах из 20 и в 8 не оказал никакого эффекта. При разделении животных по полу оказалось, что мелатонин проявил геропротекторный эффект в 4 из 5 опытов, выполненных на самцах, тогда как у самок лишь в 8 опытах из 15 был получен положительный результат. В 8 из 14 опытов, в которых мелатонин начинали вводить в сравнительно молодом возрасте (до 6 месяцев), результат был позитивным и в 6 - эффект отсутствовал. Следует отметить, что большинство из описанных экспериментов было выполнено на небольшом числе животных, что, безусловно, снижает надежность полученных в таких опытах результатов. Следует отметить, что в 4 сериях опытов, в которых было достаточное количество животных (50 в каждой группе), три дали положительный результат, то есть мелатонин оказал геропротекторный эффект.

Безусловно, опыты по изучению роли мелатонина в процессе старения будут продолжены.

Инсулин- гормон, регулирующий обмен веществ. В последние годы на первое место по смертности вышли сердечно-сосудистые заболевания. И они напрямую связаны с дисбалансом инсулина. Развивается , поэтично названный учеными "квадригой смерти". Согласно современным представлениям, объединяющая основа всех проявлений метаболического синдрома первичная инсулинорезистентность и сопутствующая системная гиперинсулинемия (повышенное содержание инсулина в крови). Гиперинсулинемия, с одной стороны, является компенсаторной, то есть необходимой для преодоления инсулинорезистентности и поддержания нормального транспорта глюкозы в клетки; с другой патологической, способствующей возникновению и развитию метаболических, гемодинамических и органных нарушений, приводящих в конечном итоге к развитию сахарного диабета 2-го типа, ИБС и других проявлений атеросклероза. Это доказано большим количеством экспериментальных и клинических исследований.

До настоящего времени окончательно не изучены все возможные причины и механизмы развития инсулинорезистентности при абдоминальном ожирении, не все составляющие метаболического синдрома можно четко связать и объяснить инсулинорезистентностью. Современное представление о причинах синдрома представлено схемой:

Инсулинорезистентность это снижение реакции инсулинчувствительных тканей на инсулин при его достаточной концентрации. Изучение генетических факторов, обусловливающих развитие инсулинорезистентности, показало ее полигенный характер. В развитии нарушений чувствительности к инсулину могут иметь значение мутации генов субстрата инсулинового рецептора (СИР-1), гликогенсинтетазы, гормончувствительной липазы, b3-адренорецепторов, фактора некроза опухолей-a, разобщающего протеина (UCP-1), а также молекулярные дефекты белков, передающих сигналы инсулина (увеличение экспрессии Rad-белка и UPC-1 ингибитора тирозинкиназы инсулинового рецептора в мышечной ткани, снижение мембранной концентрации и активности внутриклеточных транспортеров глюкозы GLUT-4 в мышечной ткани).

Важную роль в развитии и прогрессировании инсулинорезистентности и связанных с ней метаболических расстройств играет жировая ткань абдоминальной области, нейрогормональные нарушения, сопутствующие абдоминальному ожирению, повышенная активность симпатической нервной системы.
Гормональные нарушения, сопутствующие висцерально-абдоминальному ожирению:
- повышение кортизола
- повышение тестостерона и андростендиона у женщин
- снижение прогестерона
- снижение тестостерона у мужчин
- снижение соматотропного гормона
- повышение инсулина
- повышение норадреналина
Гормональные нарушения в первую очередь способствуют отложению жира преимущественно в висцеральной области, а также непосредственно или опосредованно развитию инсулинорезистентности и метаболических нарушений.
Сложный каскад реакций приводит к возникновению и развитию возраст-ассоциированных заболеваний и смерти.

В статье японских ученых из Keio University School of Medicine "Метаболический синдром, IGF-1 и действие инсулина" подробно обсуждаются все эти вопросы.

Инсулиновый парадокс

Одна из групп возраст-ассоциированных заболеваний- различные нейродегенеративные заболевания имеют разное время манифестации, в их развитие вовлечены различные белки. Семейные формы заболеваний манифестируют в пятой декаде жизни, спорадические случаи-после 70 лет. Еще недавно связь между процессом старения и агрегацией токсических белков (общим признаком нейродегенеративных заболеваний) была неясной. Сигнальный путь инсулина и инсулино-подобного фактора роста 1(insulin-like growth factor 1 (IGF1)) регулирует продолжительность жизни, метаболизм и сопротивляемость стрессу и связан с нейродегенеративными заболеваниями и процессом старения. Потеря этого пути приводит к диабету, но может привести к увеличению продолжительности жизни и снижение агрегации токсических протеинов. В недавней статье Cohen E и Dillin A из The Salk Institute for Biological Studies "Инсулиновый парадокс: старение, токсичность белков и нейродегенеративные заболевания" авторы рассуждают об этом парадоксе и терапевтическом потенциале влияния на этот сигнальный путь для лечения нейродегенеративных заболеваний.

Возраст и гормон-ассоциированный рак

Как известно, с возрастом увеличивается частота онкологических заболеваний. Возраст-ассоциированными считаются гормон-ассоциированные типы опухолей- рак простаты, рак молочной железы, аденокарцинома матки, рак яичника, рак поджелудочной железы и рак щитовидной железы. Рассмотрим самое распространенное онкологическое заболевание взрослых -рак молочной железы. у женщин рак молочной железы встречается по крайней мере в 100 раз чаще, чем у мужчин, давно заставил исследователей признать, что оценка состояния репродуктивной системы - один из важных подходов к изучению патогенеза данной опухоли. Это, в частности, находит свое отражение в том, что среди факторов риска рака молочной железы, значение которых подтверждено многократными и мультицентровыми эпидемиологическими исследованиями, наряду с наличием того же заболевания у кровных родственников и предшествовавшими биопсиями по поводу доброкачественных процессов в железе представлены раннее наступление менархе, поздняя менопауза и поздние первые роды. (На этом основании выстроен ряд моделей предсказания в цифровом выражении индивидуального риска развития заболевания у "носительниц" перечисленных стигмат, - Gail et al., 1989 .) Однако необходимо подчеркнуть, что если сочетание ранней первой менструации и поздней менопаузы есть, в частности, отражение более продолжительного репродуктивного периода (и соответственно более длительной гормональной стимуляции молочной железы), то поздние первые роды, как правило, расцениваются с иных позиций - отсроченного завершения полноценного функционального созревания органа. В этом отношении подчеркивается, что дифференцировка клеточных элементов молочной железы, начинаясь с юности, достигает своего пика после первых родов и лактации с последующим регрессом в период менопаузы. Важной характеристикой этих изменений является соотношение примитивных протоков, классифицируемых как лобулы 1 и 2, и дифференцированных железистых структур (лобул 3 и 4), составляющих в совокупности, т. н. терминальные протоково-дольковые единицы. Считается, что более высокий уровень пролиферации в лобулах 1 и 2 есть результат их более высокой чувствительности к гормональной стимуляции, и, как следствие, в этих лобулах чаще, чем в лобулах 3 и 4, находят признаки атипии или карциномы in situ (Russo, Russo, 1997). В этих примерах можно видеть пересечение нескольких "векторов", в частности, каким должно быть состояние ткани- мишени, какие гормоны способны оказывать на нее пробластомогенное действие и в каком возрасте они действуют в этом отношении наиболее эффективно (т.е. способствуют перерождению клеток). Применительно к последнему вопросу значительное внимание в настоящее время уделяется перинатальному и особенно внутриутробному периоду жизни. Предполагают, что в этот момент "отбираются" своеобразные стволовые клетки, наименее резистентные к неблагоприятным гормональным воздействиям in utero и способные в дальнейшем, подвергаясь гормональной стимуляции уже во взрослой жизни, приобретать черты истинных опухолевых клеток (Adami et al., 1995). При этом маркерами пре-/перинатальной предиспозиции к развитию рака молочной железы являются рождение с крупной массой, желтуха новорожденных, отсутствие токсикозов беременности и т.д., а их истинными эквивалентами, возможно, имеющими значение в патогенезе заболевания, - избыточная внутриутробная продукция эстрогенов и ростовых факторов типа ИФР-1 (Michels et al., 1996 ; Берштейн, 1997 ; Ekbom et al., 1997). Влияние этих гормонов и гормоноподобных факторов может носить более быстрый или, наоборот, отсроченный характер, создавая условия для возникновения различных патогенетических вариантов рака молочной железы и подтверждая значение возрастного (временного) фактора при этом заболевании (Семиглазов, 1980 , Семиглазов, 1997 ; Дильман, 1987). Клиническим отражением данной ситуации является в первую очередь существование пре- и постменопаузальной формы рака молочной железы и двух более или менее четких возрастных пиков заболеваемости, разнесенных примерно десятилетием во времени. Пре- и постменопаузальный варианты болезни различаются не только целым рядом клинических особенностей, но и частотой выявления некоторых эпидемиологических факторов риска, и спектром гормонально-метаболических нарушений. Характерный пример - роль избыточной массы тела и отличия в его составе (в соотношении "жир/тощая масса") при одной и той же массе тела: большая масса и увеличение доли жира в теле повышают риск развития постменопаузального рака молочной железы и, напротив, "защищают" от возникновения его пременопаузального варианта (Берштейн, 1997). Ожирению свойственны отклонения в различных эндокринных гомеостатах, и соответственно инсулинорезистентность является одним из тех параметров, который наряду с нарушениями в продукции стероидов в настоящее время расценивается как один из ведущих факторов предиспозиции к развитию рака молочной железы (Bruning et al., 1992 ; Гамаюнова и др., 1987). Отличия в этом отношении между инсулином и ИФР-1 состоят в том, что, по проспективным наблюдениям, избыток ИФР-1 в циркуляции предрасполагает к возникновению пременопаузального варианта рака молочной железы (Hankinson et al., 1998), в то время как гиперинсулинемия и инсулинорезистентность повышают риск развития и той и другой формы заболевания (Bruning et al., 1992). Аналогично двум последним факторам действует и ускоренный рост тела в длину в пубертатный период (Berkey et al., 1999).

Переходя вновь к стероидам, необходимо отметить, что повышенный риск возникновения рака молочной железы определяется не только эстрогенами и их избыточной стимуляцией ткани-мишени. По некоторым данным, прирост в заболеваемости раком молочной железы у женщин, получавших в менопаузе комбинацию эстрогенов и прогестинов, практически такой же, как у женщин, лечившихся только эстрогенами, или даже выше, чем у последних (Schairer et al., 2000); это соответствует представлению о том, что прогестерон оказывает митогенное влияние на эпителий молочной железы (Pike, 1987 ; Henderson et al., 1997). Связь андрогенов с той же проблемой проявляется в двух основных отношениях: риску развития рака молочной железы в соответствии с некоторыми, но не всеми, имеющимися проспективными исследованиями способствует, с одной стороны, снижение продукции надпочечниковых андрогенов, в частности дегидроэпиандростерон-сульфата (что совпадает с прежними выводами о значимости т. н. дискриминанты Бальбрука, - Bulbrook et al., 1971 , а с другой - избыток преимущественно гонадных андрогенов типа тестостерона (Cauley et al., 1999). Не исключено, что отмеченная, хотя и непостоянная, разнонаправленность изменений может быть обусловлена различным влиянием инсулина на продукцию андрогенов в гонадах и коре надпочечников, что, в свою очередь, является дополнительным свидетельством сочетанного вовлечения стероидных и пептидных гормонов в анализируемый процесс. Еще одно подтверждение тому - недавно представленные результаты проспективных наблюдений, в которых прослеживается прямо пропорциональная зависимость между уровнем пролактина в плазме и последующим развитием рака молочной железы (Hankinson et al., 1999).
В недавней статье Светланы Украинцевой и соавт. из Center for Population Health and Aging 5) Гормональные аспекты возраст-ассоцированных заболеваний и мн.др.

Основные изменения эндокринных функций в старости заключаются в: 1) постепенном уменьшении синтеза, секреции и уровня большинства гормонов в крови; 2) повышении чувствительности тканей к эффектам малых доз гормонов; 3) уменьшении реактивности органов мишеней к эффектам больших доз большинства гормонов, 4) снижении эффективности механизмов саморегуляции в эндокринной системе, преимущественно за счет ослабления обратных связей в системе регуляции, 5) низкой эффективности и быстрой истощаемости адаптивных реакций, обеспечиваемых эндокринной системой.

Физиологические особенности эндокринной системы в старости обусловливают риск развития следующих основных нарушений в организме: 1) предрасположенность к развитию сахарного диабета и дисфункции щитовидной железы, 2) появление необычной, «эктопической» продукции гормонов, как правило, опухолевой природы, 3) склонность к нарушениям кальциевого метаболизма, связанная с дефицитом половых стероидов, возрастным уменьшением поступления в организм витамина Д, нарушениями кишечной абсорбции, изменениями характера питания, 4) гормональный дисбаланс из-за возрастных особенностей фармакокинетики и фармакодинамики лекарственных препаратов.

Единственные эндокринные нарушения, которые не возникают в старческом возрасте, относятся к эндокринным сдвигам при менструациях, половом созревании и беременности.

Нейроэндокринные системы. секреции Нейросекреторные элементы переднего гипоталамуса претерпевают в старости дегенеративные изменения. В нейросекреторных нейронах уменьшается размер ядра, снижается содержание ДНК, обновление РНК и белка. Во многих из них ослаблено выведение нейросекрета. Содержание соматолиберина и кортиколиберина в гипоталамусе при старении уменьшается. В гипофизе и крови снижается содержание тиреотропина и кортикотропина. Уровень гонадотропина в старости несколько повышается, что связано, видимо, с активированием нейроэндокринных механизмов по принципу обратной связи в условиях снижения продукции половых стероидов в гонадах. Меняется при старении и соотношение гонадотропинов. Так, содержание фоллитропина у мужчин по мере старения возрастает почти в 4 раза и значительно превышает степень нарастания уровня лютропина, что обусловлено возрастной недостаточностью в яичках гормона ингибина, тормозящего по механизму обратной связи продукцию фоллитропина в гипофизе. Прекращение половой цикличности у женщин обусловлено снижением секреции эстрогенов яичниками и, соответственно, индукции ими предовуляторных выбросов лютропина. По мере старения у женщин снижается и чувствительность гипоталамических центров регуляции секреции гонадотропинов к тормозному действию эстрогенов.

Старение и мужские половые гормоны . Снижение уровня тестостерона (Рис.2-5) у мужчин при старении обусловлено, прежде всего, тестикулярными факторами. Так, в яичках стареющего мужчины уменьшается число клеток Лейдига, снижается кровоснабжение тестикул, нарушается биосинтез стероидов. С возрастом изменяется чувствительность структур гипоталамо-гипофизарной системы, воспринимающих эффекты тестостерона по механизму обратной связи. Так, тормозное влияние введения в кровь экзогенных андрогенов на секрецию лютропина у пожилых мужчин усилено. О возрастных изменениях гипоталамо-гипофизарной системы свидетельствует и исчезновение суточных колебаний концентрации тестостерона в плазме крови, которые имели место в зрелом возрасте. Снижается при этом и частота больших импульсных выбросов в кровь лютропина. Ослабляются опиоидергические влияния на продукцию гонадолиберинов. Некоторое повышение в крови пожилых мужчин уровня эстрогенов связано с увеличением интенсивности превращения тестостерона в эстрон и эстрадиол. Эстрогены снижают у них чувствительность гонадотрофов аденогипофиза к действию гонадолиберина, стимулируют образование в печени и секрецию в кровь тестостеронсвязывающего глобулина, уменьшая концентрацию биологически активного тестостерона. Указанные сдвиги приводят к феминизации стареющего организма. Уменьшается при старении и клеточная рецепция андрогенов, что является одной из причин ослабления синтеза андрогензависимых белков. Снижение с возрастом функций семенников ускоряется под влиянием стресса, алкоголизма, курения табака, острых и хронических заболеваниях.

Старение и женские половые гормоны . У женщин при установлении менопаузы исчезают тормозные влияния половых стероидов и ингибина на продукцию гонадотропинов и повышаются в крови уровня лютропина и, особенно, фоллитропина. Гипоталамический генератор импульсной секреции гонадотропинов продолжает функционировать и обусловливает ее высокую амплитуду, при этом суточная продукция фоллитропина в постменопаузе в 10 раз выше, чем в период фолликулярной фазы молодых женщин, а продукция лютропина в 3 раза выше. После 70 лет у женщин уровень гонадотропинов, частота и амплитуда их импульсной секреции снижаются.

Первые 3-4 года после менопаузы яичники продолжают секретировать некоторые количества эстрогенов, в более поздние сроки источником эстрогенов крови становятся жировая и мышечная ткани, где происходит ароматизация андростендиона, секретируемого надпочечниками. Снижается с возрастом и клеточная рецепция эстрогенов в органах репродуктивной сферы. Однако, эстрогены в старческом организме играют важную физиологическую роль - тормозят лизис костной ткани и развитие остеопороза. Стресс, особенно кратковременный, в отличие от мужчин, не ведет к угнетению образования эстрогенов, а может даже повышать их уровень в крови. Последним объясняют более высокую устойчивость женщин к действию на организм неблагоприятных факторов окружающей среды и большую продолжительность их жизни.

Старение и гипоталамо-гипофизарная система . При старении организма происходит потеря пульсирующего характера секреции гормонов аденогипофиза: соматотропина и тиреотропина.

В старости уменьшается мышечная масса, снижается сила и скорость мышечных сокращений, имеет место замещение части мышечной ткани жировой. Причиной этих изменений могут быть сниженные уровни соматотропина. Умеренные физические нагрузки даже у людей старше 80 лет благотворно сказываются на массе мышечной ткани и мышечной функции, значительно ослабляя возрастное снижение секреции соматотропина. В то же время тяжелые разовые физические нагрузки ведут к повышению в крови уровня соматотропина до 18 раз!

Гормон роста, основной регулирующий рост гормон в детстве, оказывает в молодом возрасте ряд метаболических эффектов - анаболический, липолитический, диабетогенный. Секреция этого гормона имеет пульсирующий и постоянный характер. Начиная с 30-летнего возраста секреция гипофизарного соматотропина имеет тенденцию к снижению. После 55-лет суммарный суточный уровень концентрации гормона в крови на 1/3 ниже, чем у людей 18-33 лет, а ночное пульсирование его секреции становится слабее и исчезает в процессе старения к 70 годам жизни. Этот связанный с возрастом дефицит соматотропина обусловлен снижением секреции гипоталамического соматолиберина, гиперсекрецией соматостатина или сниженной чувствительностью гипофиза к соматолиберину.

Содержание в крови и тканях инсулино-подобного фактора роста или соматомедина (в основном печеночного происхождения) также снижено в старости. При этом степень снижения уровня гормона коррелирует с возрастом: на 11% в 40-50 лет, на 20 % в 50-60 лет, на 22 % в 60-70 лет, на 55 % в 80-90 лет и соответствует степени жирового перерождения скелетных мышц. Эффекты дефицита соматотропина, такие как атрофия массы мышечной ткани и ее жировое перерождение, обратимы под влиянием восстанавливающих доз гормона (это возможно осуществить с помощью образования рекомбинантной ДНК) у экспериментальных животных и людей в возрасте старше 50-лет. Введением в организм в течение нескольких месяцев соматотропина 60-80-летним старикам со сниженным для их возрастной нормы содержанием гормона в крови удается повысить концентрацию соматомедина до уровня молодых людей. Искусственное увеличение содержания последнего у стариков обусловливает повышение на 10% «обезжиренной» массы тела и снижение на 15% массы жировой ткани. После такого восполнения дефицита гормона у старых людей повышалась прочность костей позвоночника, упругость кожи, физическая выносливость, изометрическая сила мышц и скорость основного обмена. При этом отмечены и побочные эффекты у таких людей: увеличение глюкозы в крови натощак и уровня инсулина. Принимая во внимание возможные побочные эффекты введения старикам соматотропина на метаболизм глюкозы (вплоть до диабета), нарушения функции суставов (вплоть до артрита) и сердечно-сосудистой системы (вплоть до артериальной гипертензии), многообещающая, но относительно умеренная полезность влияния этого гормона на скелетные мышцы дает основание критически относиться к применению соматотропина у стариков с лечебной целью. Тем не менее, результат даже частичного восстановления у них массы и функций мышц свидетельствует о сохраняющейся в старости способности клеток тканей реагировать на гормональную стимуляцию. В старости многие ткани, в том числе и мышечная, больше нуждаются в соматотропине не для роста, а для стабилизации в них необходимого уровня синтеза белка.

У стариков снижается способность к длительной активации гипоталамо-гипофизарной системы, что значительно суживает диапазон адаптивных реакций организма. Чувствительность коры надпочечников к действию кортикотропина в старости повышена, однако, длительное введение в организм старых животных экзогенного кортикотропина быстрее ведет к истощению коры надпочечников. Следовательно, в старости биологическая надежность гипоталамо-гипофизарной системы снижена, секреция ее гормонов быстрее подвержена истощению.

В условиях стресса секреция кортизола в старческом возрасте может быть неадекватно высокой. Это обусловлено нарушением функции центральных, в основном, гипоталамических глюкокортикоидных рецепторов и ослаблением обратной связи в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе. В сочетании с низкой секрецией половых стероидов и соматотропина эти изменения могут вести к нарушениям психологического статуса, самочувствия, инсулиновой резистентности и другим факторам риска болезней, характерным для стареющего человека. Часто указанные гормональные сдвиги возникают раньше самой календарной старости, отражая процессы преждевременного старения.

Уровень пролактина в крови у лиц пожилого возраста, как правило, увеличен.

Функция щитовидной железы . Уровень тиреоидной активности с возрастом снижается, что обусловлено как уменьшением продукции тиреотропина, так и возрастными изменениями в самой железе. Тиреотропная активность гипофиза у человека максимальна в возрасте 20-30 лет, а к 60-80 годам жизни она снижается почти вдвое. Чувствительность щитовидной железы к малым дозам тиреотропина повышена, что позволяет поддерживать в старости определенный уровень ее активности, однако большие дозы гормона активируют щитовидную железу слабее, чем в молодом возрасте. В крови старого человека происходит перераспределение форм активности гормонов щитовидной железы - снижается количество связанных форм, а свободные формы гормона практически не меняются, что также способствует поддержанию необходимого организму уровня тиреоидных эффектов. В тканях-мишенях растет чувствительность к малым дозам тиреоидных гормонов, но снижается их реактивность к большим дозам, что вообще типично для старческого возраста. Общее изменение тиреоидной активности в старости, очевидно, ответственно за ослабление синтеза белка, нарушение жирового обмена, развитие атеросклероза, изменение вегетативной нервной регуляции внутренних органов. Поэтому ведущим механизмом старения в одно время считалась гипофункция щитовидной железы.

Мозговое вещество надпочечников . При старении уменьшается синтез катехоламинов и перераспределяются пути их метаболического превращения. В надпочечниках вдвое снижается содержание адреналина, уменьшается и общий уровень катехоламинов крови. В то же время, по сравнению со зрелым возрастом, в крови уменьшена концентрация норадреналина - в 6-7 раз, что зависит от степени снижения активности симпатической нервной системы. При этом синтез медиатора и его обратный захват пресинаптическими окончаниями снижены. Происходит и перераспределение путей постсинаптического превращения медиатора - растет активность моноаминоксидазы и уменьшается активность катехол-о-метилтрансферазы. Переход катехоламинов из крови в ткани замедлен как в связи с их низкой концентрацией, так и в результате ослабления способности тканей к связыванию катехоламинов. Соответственно со снижением синтеза, концентрации в крови и метаболизма катехоламинов в старческом возрасте уменьшено содержание в моче основного продукта распада катехоламинов - ванилил-миндальной кислоты. При стрессорных воздействиях на организм в крови старых людей существенно меньше, чем у взрослых, нарастает уровень адреналина. В то же время в этом возрасте растет чувствительность и уменьшается реакционная способность тканей к адреналину. Так, в экспериментах на животных при введении им малых доз гормона сдвиги в уровне сахара крови, артериальном давлении, тонусе сосудов конечностей и почек, возбуждении ангиорецепторов, изменениях гликолиза, гликогенолиза и окислительного фосфорилирования в миокарде у старых животных более выражены, чем у молодых. Однако при введении больших доз адреналина функциональные и обменные сдвиги резче выражены у молодых животных.

Сахар-регулирующие гормоны.

Регулирование уровня глюкозы в крови является функцией организма, имеющей много альтернативных контролирующих механизмов, и поэтому оно остается стабильным у большинства лиц старческого возраста. Аналогичная стабильность при старении касается контроля кислотно-основного состояния и других функций с множественными механизмами регулирования. Вместе с тем поддержание нормального уровня гликемии в старости нарушено: уровень глюкозы в крови натощак при старении постепенно возрастает, тесты выявления толерантности к глюкозе показывают, что после перорального приема сахара уровень глюкозы оказывается выше и дольше держится повышенным у стариков по сравнению с молодыми людьми. Прогрессивное снижение толерантности к глюкозе при старении связано с увеличением резистентности клеток к инсулину и снижением числа инсулиновых рецепторов и ее мембранных переносчиков. Следовательно, в старости формируется скрытая инсулиновая недостаточность. При старении нарастает в крови и содержание веществ, ингибирующих активность инсулина. В то же время в печени компенсаторно снижается активность инсулиназы, что позволяет поддерживать уровень инсулина в крови. В процессе старения снижается надежность функционирования системы инсулиновой регуляции, что создает предпосылки для развития нарушений толерантности к глюкозе и возникновения сахарного диабета.

Кальцийрегулирующие гормоны.

Снижение при старении организма костной массы в результате уменьшения содержания в костях кальция представляет собой закономерное явление (Рис.2-6). Факторы, детерминирующие пик костной массы подразделяются на генетические и негенетические (питание, курение, гиподинамия и физические нагрузки, гипогонадизм и др.).

Факторами, уменьшающими костную массу у пожилых людей, являются возрастные изменения уровня кальцийрегулирующих и половых гормонов, менопауза и сопровождающий ее дефицит эстрогенов, образ жизни (особенности питания, ведущие к дефициту витамина Д и кальция, употребление алкоголя, табакокурение, гиподинамия, лекарственные вещества, нарушающие баланс кальция, например кофеин).

Примерно 60% лиц старческого возраста характеризуются относительным дефицитом потребления витамина Д. У большинства из них отмечены признаки ослабления минерализации костей и повышенный метаболический оборот кальция в костной ткани, что обусловлено некоторым гиперпаратиреоидизмом в условиях дефицита витамина Д. Дефицит последнего играет патогенетическую роль в происхождении сенильного остеопороза, что диктует необходимость искусственного поддержания уровня холекальциферола (кальцитриола) в крови у стариков. В старости возрастает и частота гиперпаратиреоидизма, составляя 1-2 случая на 90 стариков, что является у них одним из основных факторов риска переломов костей. Сенильный остеопороз развивается значительно быстрее под влиянием хронического употребления алкоголя, курения табака, приема избытка кофеина, гипокинезии. Чем больше нарушается здоровый образ жизни, тем чаще и выраженнее проявляется сенильный остеопороз. Постменопаузальный остеопороз и переломы бедра возникают после 60 лет в 1,5-2 раза чаще у женщин, выпивающих более 2-х стаканов кофе в день.

Постменопаузальный остеопороз, как правило, ведет к освобождению в кровь свинца, содержащегося в костной ткани, что может обусловить проявления его токсического эффекта в тканях, ускоряющего процесс старения.

Старение и факторы риска.

Возрастные изменения функции эндокринной системы при старении являются одной из причин увеличения в старости числа факторов риска нарушения здоровья, многие из последних приводят к ускоренному старению организма. Так, курение табака является одним из факторов, ускоряющих процесс старения, что связано с прогрессированием нарушений кровоснабжения тканей и гипоксии. Избыточное питание - мощный фактор риска в старости – также ускоряет процесс старения. Это связано с тем, что избыточное поступление в организм нутриентов приводит не только к ожирению, но и вызывает развитие метаболического синдрома с недостаточностью инсулярного аппарата, атеросклероза, артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца.

Возникающие в пожилом и старческом возрасте нейроэндокринные перестройки в виде ослабления связей в системах гипоталамус - аденогипофиз - эндокринные железы (гонады, надпочечники, щитовидная железа) обусловливают снижение адаптационных способностей организма. Ослабевает при старении и приспособительное значение общего адаптационного синдрома. При длительных или повторных стрессах в старческом возрасте быстрее наступает стадия истощения стресса и угнетение приспособительных реакций организма. Длительный стресс ведет в старческом возрасте к быстрому снижению секреторной функции надпочечников и, соответственно, экскреции кортикостероидов. Адаптивные возможности старческого организма в большей мере обеспечиваются снижением его реактивности к действию стрессорных факторов. Однако процесс старения ведет не только к количественному изменению адаптационных способностей организма, меняется и качественный характер приспособления. Если в зрелом возрасте в основе гипоталамической активации лежат преимущественно норадренергические механизмы, то в старости психоэмоциональный и болевой стресс ведут к активации и серотонинергических механизмов. Эти изменения медиаторных субстанций при стрессе в старости не затрагивают задний отдел гипоталамуса, они выявляются только в переднем и среднем отделах, тогда как в зрелом возрасте норадренергические механизмы активируются во всех трех его отделах. В процесс регуляции секреции альдостерона при стрессе в старости вовлекаются дофаминергические механизмы гипоталамуса.

При старении уровень альдостерона в крови имеет тенденцию к снижению по сравнению с концентрацией гормона в зрелом возрасте. В то же время применение гипокалорийной диеты в опытах на животных с целью продления им жизни сопровождалось стабильным повышением концентрации альдостерона в крови, что в условиях снижения клеточной рецепции гормона и его связывания тканями в старости имеет адаптивный характер, т.к. направлено на регулирование гомеостазиса ионов калия и натрия.

В процессе старения повышается секреция и уровень вазопрессина в крови, увеличивается чувствительность тканей к гормону, что может служить фактором риска развития патологии водно-солевого обмена и артериальной гипертензии, т.к. прирост секреции вазопрессина при остром стрессе в старости увеличен. Повышенной активности вазопрессинового стрессорного ответа способствует физиологический гипотиреоз старческого возраста.

Активность ренин-ангиотензинной системы при старении снижается, однако в старости чувствительность ренин-ангиотензинной системы к нагрузкам малой интенсивности увеличена, тогда как субмаксимальные нагрузки вызывают менее выраженный и продолжительный эффект активации этой системы, чем в молодом возрасте.

Таким образом, в старости чувствительность организма к стрессу повышена, но устойчивость приспособления, обусловленная длительностью адаптационных реакций эндокринной системы, существенно снижена. При остром стрессе, вызванном гипогликемией или инфарктом миокарда, снижение уровня тестостерона в крови пожилых мужчин выражено слабее, чем в молодом возрасте. У пожилых женщин психоэмоциональный стресс вызывает выраженное уменьшение содержания в крови эстрогенов, что может способствовать старческому остеопорозу.

Более высокая психоэмоциональная чувствительность пожилых людей к стрессу обусловливают у них более частое развитие алкоголизма. Характерные изменения психики и эмоционального поведения пожилых людей при хроническом алкоголизме могут быть связаны с накоплением соматостатина в полосатом теле и гиппокампе.

Хронический прием алкоголя в пожилом возрасте ведет к значительно более высоким уровням в крови инсулино-подобного фактора роста, по сравнению с непьющими пожилыми людьми. Старение и алкоголь увеличивают чувствительность митохондрий к повреждающему действию внутриклеточного избытка кальция. Этот эффект ослабляется глюкагоном.

Повышение уровня норадреналина в крови и симпатической активности после 60 лет в значительной степени может быть обусловлено курением табака. При наличии у них дуоденальной язвы, даже в анамнезе, возрастное повышение уровня норадреналина в крови выражено сильнее. Эти люди более чувствительны к стрессу, чем общая популяция соответствующего возраста, и они более подвержены развитию болезней, связанных с курением табака. При стрессе в пожилом возрасте курение табака может вызывать более тяжелые последствия и быть причиной развития заболеваний сердечно-сосудистой системы или язвенной болезни скорее, чем гиперсекреция стрессорных гормонов кортизола и адреналина. Сочетание же негативных влияний курения табака и эффектов стрессорных гормонов увеличивает возможность развития патологии сердечно-сосудистой системы и других вредных последствий стресса (язвенная болезнь, злокачественные опухоли, сахарный диабет) в старческом возрасте. Сочетание курения и стресса является ведущим фактором риска развития катаракты, связанной со склерозом ядра хрусталика.

Курение табака женщинами в период постменопаузы способствует нарастанию у них концентрации свинца в крови. Постменопаузальный период, как отмечалось выше, характеризуется повышенным выходом в кровь свинца из костных депо. Курение табака и постменопаузальная перестройка гормональной регуляции костной ткани взаимно усиливают эффект повышения уровня свинца в крови. Женщины, не имевшие в жизни беременности, отличаются в постменопаузальный период существенно более высоким уровнем свинца в крови, от женщин, имевших ранее беременность. Эта разница особенно выражена у них при курении табака. Ранний постменопаузальный период (около 4-х лет) характеризуется более высокими уровнями свинца в крови, чем последующие периоды. Таким образом, курение табака у пожилых женщин является фактором риска токсического действия свинца на ферментные системы клеток организма.

Эндокринная система n 1. Эндокринные железы n ГИПОФИЗ (аденогипофиз и нейрогипофиз) n НАДПОЧЕЧНИКИ (кора и мозговое в-во) n ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА n ОКОЛОЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ n ЭПИФИЗ n 2. Органы с эндокринной тканью n ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА n ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ n 3. Органы с эндокринной функцией клеток n ПЛАЦЕНТА n ТИМУС n ПОЧКИ n СЕРДЦЕ

Общие свойства желез внутренней секреции: n 1) отсутствие внешних протоков, продуцируемые гормоны попадают непосредственно в кровь; n 2) небольшие размеры и вес желез; n 3) воздействие в малых концентрациях; n 4) избирательность действия гормонов; n 5) специфичность вызываемых функциональных эффектов; n 6) быстрое разрушение гормонов.

Химическая природа гормонов n стероидные – половые гормоны и гормоны коркового слоя надпочечников; n производные аминокислот – гормоны мозгового вещества надпочечников, щитовидной железы; n белково-пептидные гормоны – гормоны гипофиза, поджелудочной железы, паращитовидных желез, а также гипоталамические нейропептиды.

МУЖСКИЕ ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ ТЕСТОСТЕРОН, АНДРОСТЕРОН Половая дифференцировка в онтогенезе Регуляция полового поведения Развитие половых признаков Регуляция сперматогенеза Анаболический эффект на скелет и мускулатуру тела Задержка в организме азота, К, Р и кальция Активация синтеза РНК Стимуляция эритропоэза

ЖЕНСКИЕ ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ ЭСТРОГЕНЫ Половая дифференцировка в эмбриогенезе, половое созревание, развитие женских половых признаков, установление менструального цикла Рост мышцы и эпителия матки, стимуляция пролиферативной фазы цикла Регуляция полового поведения Увеличение сократимости матки и чувствительности ее к окситоцину Развитие молочных желез Слабый анаболический эффект ПРОГЕСТЕРОН Сохранение беременности Ослабление готовности матки к сокращению Активация секреторных структур эндометрия Активация роста молочных желез Подавление секреции гонадотропинов гипофизом

Отрицательное действие чрезмерного выделения глюкокортикоидов приводит к отрицательным эффектам: n снижается иммунитет (снижается продукция антител и лимфоцитов, интенсивность фагоцитоза); n возрастает риск возникновения язвы желудка в результате активации секреции соляной кислоты и пепсина в желудке; n при высоких концентрациях глюкокортикоиды ведут себя как альдостерон и активируют процесс реабсорбции воды и ионов натрия, вызывают их задержку в организме, что приводит к росту артериального давления; n повышают чувствительность гладких мышц сосудов к катехоламинам, что приводит к спазму сосудов, особенно мелких, и соответственно к повышению артериального давления; n вызывают деминерализацию костей, потерю кальция с мочой, снижают всасывание кальция в кишечнике; n в результате активного глюконеогенеза происходит торможение процесса синтеза белка в скелетных мышцах и появляется мышечная слабость.

В регуляции функций организма важная роль принадлежит эндокринной системе. Органы этой системы – железы внутренней секреции – выделяют особые вещества, оказывающие существенное и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей (см. Рис.34). Железы внутренней секреции отличаются от других желез, имеющих выводные протоки (желез внешней секреции), тем, что выделяют продуцируемые ими вещества прямо в кровь. Поэтому их называют эндокринными железами (греч. еndon – внутри, krinein – выделять).

Рис.34. Эндокринная система человека

Эндокринные железы ребенка невелики по размерам, имеют очень небольшую массу (от долей грамма до нескольких граммов), богато снабжены кровеносными сосудами. Кровь приносит к ним необходимый строительный материал и уносит химически активные секреты.
К эндокринным железам подходит разветвленная сеть нервных волокон, их деятельность постоянно контролирует нервная система. К моменту рождения отчетливой секреторной активностью обладает гипофиз, что подтверждается наличием в пуповинной крови плода и новорожденного высокого содержания АКТГ. Доказана также функциональная активность зобной железы и коры надпочечников в утробном периоде. Развитие плода, особенно на раннем этапе, несомненно, находится под влиянием гормонов матери, которые ребенок продолжает получать с материнским молоком во внеутробном периоде. В биосинтезе и метаболизме многих гормонов у новорожденных и грудных детей имеются особенности превалирующее влияние одной определенной эндокринной железы.

Эндокринные железы выделяют во внутреннюю среду организма физиоло­гически активные вещества - гормоны, стимулирующие или ослабляющие функции клеток, тканей и органов.

Таким образом, эндокринные железы у детей наряду с нервной системой и под ее контролем обеспечивают единство и целостность организма, формируя его гуморальную регуляцию. Понятие "внутренняя секреция" было впервые введено французским физиологом К. Бернаром (1855). Термин "гормон" (греч. hormao - возбуждаю, побуж­даю) был впервые предложен английскими физиологами У. Бейлисом и Э. Старлингом в 1905 г. для секретина, вещества, образующегося в слизи­стой оболочке двенадцатиперстной кишки под влиянием соляной кислоты желудка. Секретин поступает в кровь и стимулирует отделение сока под­желудочной железой. К настоящему времени открыто более 100 различ­ных веществ, наделенных гормональной активностью, синтезирующихся в железах внутренней секреции и регулирующих процессы обмена вещест­в.

Несмотря на различия эндокринных желез по развитию, строению, химическому составу и действию гормонов, все они имеют общие анатомо-физиологические черты:

1) они являются беспротоковыми;

2) состоят из железистого эпителия;

3) обильно снабжаются кровью, что обусловлено высокой интен­сивностью обмена веществ и выделением гормонов;

4) имеют богатую сеть кровеносных капилляров с диаметром 20-30 мкм и более (синусоиды);

5) снабжены большим количеством вегетативных нервных волокон;

6) представляют единую систему эндокринных желез;

7) ведущую роль в этой системе играет гипоталамус ("эндокринный мозг") и гипофиз ("король гормональных веществ").

В организме человека различают 2 группы эндокринных желез:

1) эндокринные, выполняющие функцию только органов внутренней секреции; к ним относятся: гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники, нейросекреторные ядра гипота­ламуса;

2) железы смешанной секреции, имеющие эндо- и экзокринную часть, в которых секреция гормонов является лишь частью разнообразных функций органа; к ним относятся: поджелудочная железа, половые железы (гонады), вилочковая железа. Кроме того, способ­ностью вырабатывать гормоны обладают и другие органы, формально не относящиеся к эндокринным железам, например, желудок и тонкий ки­шечник (гастрин, секретин, энтерокринин и др.), сердце (натрийуретический гормон - аурикулин), почки (ренин, эритропоэтин), плацента (эстро­ген, прогестерон, хорионический гонадотропин) и др.

Основные функции эндокринной системы

Функции эндокринной системы заключаются в регуляции деятельности различных систем организма, метаболических процессов, роста, развития, размножения, адаптации, поведения. Деятельность эндокринной системы строится на принципах иерархии (подчинения периферического звена центральному), "вертикальной прямой обратной связи" (усиленной выработке стимулирующего гормона при недостатке синтеза гормона на периферии), горизонтальной сети взаимодействия периферических желёз между собой, синергизме и антагонизме отдельных гормонов, реципрокной ауторегуляции.

Характерные свойства гормонов:

1) специфичность действия - каждый гормон действует лишь на оп­ределенные органы (клетки-«мишени») и функции, вызывая специфиче­ские изменения;

2) высокая биологическая активность гормонов, так например, 1 г адреналина достаточно, чтобы усилить деятельность 10 млн. изоли­рованных сердец лягушки, а 1 г инсулина - чтобы понизить уровень сахара в крови у 125 тысяч кроликов;

3) дистантность действия гормонов. Они оказывают влияние не на те органы, где они образуются, а на органы и ткани, расположенные вдали от эндокринных желез;

4) гормоны имеют сравнительно небольшой размер молекулы, что обеспечивает их высокую проникающую способность через эндотелий капилляров и через мембраны (оболочки) клеток;

5) быстрая разрушаемость гормонов тканями; по этой причине для поддержания достаточного количества гормонов в крови и непрерывности их действия необходимо постоянное выделение их соответствующей же­лезой;

6) большинство гормонов не имеет видовой специфичности, поэтому в клинике возможно применение гормональных препаратов, полученных из эндокринных желез крупного рогатого скота, свиней и других животных;

7) гормоны действуют лишь на процессы, происходящие в клетках и их структурах, и не оказывают влияния на ход химических процессов в бесклеточной среде.

Гипофиз у детей , или нижний придаток мозга, наиболее развит к моменту рождения, является наиболее важной "центральной" эндокринной железой, так как своими тройными гормонами (греч. tropos - направление, поворот) он регулирует деятельность многих других, так называемых "периферических" эндок­ринных желез (см.рис. 35). Представляет собой небольшую овальную железу массой около 0,5 г, при беременности увеличивающуюся до 1 г. Расположена в гипофизарной ямке турецкого седла тела клиновидной кости. При помощи ножки гипофиз связан с серым буфом гипоталамуса. Его функциональной особенностью является разносторонность действия.

Рис.35. Расположение гипофиза в головном мозге

В гипофизе выделяют 3 доли: переднюю, промежуточную (среднюю) и заднюю доли. Передняя и средняя доли имеют эпителиальное происхож­дение и объединяются в аденогипофиз, задняя доля вместе с ножкой гипо­физа - нейрогенное происхождение и называется нейрогипофизом. Аденогипофиз и нейрогипофиз различаются не только структурно, но и в функ­циональном отношении.

А. Передняя доля гипофиза составляет 75% от массы всего гипофиза. Состоит из соединительнотканной стромы и эпителиальных железистых клеток. Гистологически различают 3 группы клеток:

1) базофильные клетки, секретирующие тиреотропин, гонадотропины и адренокортикотропный гормон (АКТГ);

2) ацидофильные (эозинофильные) клетки, вырабатывающие соматотропин и пролактин;

3) хромофобные клетки - резервные камбиальные клетки, диффе­ренцирующиеся в специализированные базофильные и ацидофильные клетки.

Функции тропных гормонов передней доли гипофиза.

1) Соматотропин (гормон роста, или соматотропный гормон) стиму­лирует синтез белка в организме, рост хрящевой ткани, костей и всего те­ла. При недостатке соматотропина в детском возрасте развива­ется карликовость (рост менее 130 см у мужчин и менее 120 см у женщин), при избытке соматотропина в детстве - гигантизм (рост 240-250 см. см. Рис.36), у взрослых - акромегалия (греч. akros - крайний, megalu - большой). В пост-натальном периоде СТГ является основным метаболическим, влияющим на все виды обмена и активным контраинсулярным гормоном.

Рис.36. Гигантизм и карликовость

2) Пролактин (лактогенный гормон, маммотропин) действует на мо­лочную железу, способствуя разрастанию ее ткани и продукции молока (после предварительного действия на нее женских половых гормонов: эст­рогенов и прогестерона).

3) Тиреотропин (тиреотропный гормон, ТТГ) стимулирует функцию щи­товидной железы, осуществляя синтез и секрецию тиреоидных гормонов.

4) Кортикотропин (адренокортикотропный гормон, АКТГ) стимулирует об­разование и выделение в коре надпочечников глюкокортикоидов.

5) Гонадотропины (гонадотропные гормоны, ГТ) включают фолли-тропин и лютропин. Фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон) действует на яичники и семенники. Стимулирует рост фолликулов в яич­нике женщин, сперматогенез в яичках у мужчин. Лютропин (лютеинизирующий гормон) стимулирует у женщин развитие желтого тела после ову­ляции и синтез им прогестерона, у мужчин - развитие интерстициальной ткани яичек и секрецию андрогенов.

Б. Средняя доля гипофиза представлена узкой полоской эпителия, отделенного от задней доли тонкой прослойкой рыхлой соединительной ткани. Аденоциты средней доли вырабатывают 2 гормона.

1) Меланоцитостимулирующий гормон, или интермедин, оказывает влияние на пигментный обмен и приводит к потемнению кожи вследствие отложения и накопления в ней пигмента меланина. При недостатке интер-медина может наблюдаться депигментация кожи (появление участков ко­жи, не содержащих пигмента).

2) Липотропин усиливает метаболизм липидов, оказывает влияние на мобилизацию и утилизацию жиров в организме.

В. Задняя доля гипофиза тесно связанная с гипоталамусом (гипоталамо-гипофизарная система) и образована в основном клетками эпендимы, называемыми питуицитами. Она служит резервуаром для хранения гормо­нов вазопрессина и окситоцина, которые поступают сюда по аксонам ней­ронов, расположенных в гипоталамических ядрах, где осуществляется синтез этих гормонов. Нейрогипофиз - место не только депонирования, но и своеобразной активации поступающих сюда гормонов, после чего они высвобождаются в кровь.

1) Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) выполняет две функции: усиливает обратное всасывание воды из почечных канальцев в кровь, увеличивает тонус гладкой мускулатуры сосудов (артериол и ка­пилляров) и повышает АД. При недостатке вазопрессина наблюдается несахарный диабет, а при избытке вазопрессина может наступить полное прекращение мочеобразования.

2) Окситоцин действует на гладкие мышцы, особенно матки. Он стимулирует сокращение беременной матки во время родов и изгнание плода. Наличие этого гормона является обязательным условием нор­мального течения родового акта.

Регуляция функций гипофиза осуществляется несколькими механиз­мами через гипоталамус, нейронам которого присущи функции одновре­менно секреторных и нервных клеток. Нейроны гипоталамуса вырабаты­вают нейросекрет, содержащий высвобождающие факторы (рилизинг-факторы) двух видов: либерины, усиливающие образование и выделение тропных гормонов гипофизом, и статины, угнетающие (ингибирующие) выделение соответствующих тропных гормонов. Кроме того, между гипо­физом и другими периферическими эндокринными железами (щитовид­ной, надпочечниками, гонадами) имеются двусторонние взаимоотношения: тропные гормоны аденогипофиза стимулируют функции периферических желез, а избыток гормонов последних подавляет продукцию и выделение гормонов аденогипофиза. Гипоталамус стимулирует секрецию тропных гормонов аденогипофиза, а повышение концентрации в крови тропных гормонов тормозит секреторную актив­ность нейронов гипоталамуса. На образование гормонов в аденогипофизе существенное влияние оказывает вегетативная нервная система: симпати­ческий ее отдел усиливает выработку тропных гормонов, парасимпатиче­ский - угнетает.

Щитовидная железа - непарный орган, имеющий форму галстука-бабочки (см. Рис.37). Располагается в передней области шеи на уровне гортани и верхнего отдела трахеи и состоит из двух долей: пра­вой и левой, соединенных узким перешейком. От перешейка или от одной из долей отходит кверху отросток - пирамидальная (четвертая) доля, кото­рая встречается примерно в 30 % случаев.

Рис.37. Щитовидная железа

В процессе онтогенеза масса щитовидной железы значительно возрастает – с 1 г в период новорожденности до 10 г к 10 годам. С началом полового созревания рост железы особенно интенсивен. Масса железы у разных людей неодинакова и варьирует от 16-18 г до 50-60 г. У женщин масса и объем ее больше, чем у мужчин. Щитовидная железа является единственным орга­ном, синтезирующим органические вещества, содержащие йод. Снаружи железа имеет фиброзную капсулу, от которой внутрь отходят перегородки, разделяющие вещество железы на дольки. В дольках между прослойками соединительной ткани находятся фолликулы, которые являются основны­ми структурно-функциональными единицами щитовидной железы. Стенки фолликулов состоят из одного слоя эпителиальных клеток - тироцитов кубической или цилиндрической формы, расположенных на базальной мембране. Каждый фолликул окружен сетью капилляров. Полости фолли­кулов заполнены вязкой массой слабо-желтого цвета, которая называется коллоидом, состоящим в основном из тиреоглобулина. Железистый фол­ликулярный эпителий обладает избирательной способностью к накопле­нию йода. В ткани щитовидной железы концентрация йода в 300 раз выше его содержания в плазме крови. Йод содержится и в гормонах, которые вырабатываются фолликулярными клетками щитовидной железы, - тирок­сине и трийодтиронине. Ежедневно в составе гормонов выделяется до 0,3 мг йода. Следовательно, человек должен ежедневно с пищей и водой по­лучать йод.

Помимо фолликулярных клеток, в щитовидной железе имеются так называемые С-клетки, или парафолликулярные клетки, секретирующие гормон тиреокальцитонин (кальцитонин) - один из гормонов, регулирую­щий гомеостаз кальция. Эти клетки располагаются в стенке фолликулов или в интерфолликулярных пространствах.

С началом полового созревания возрастает функциональное напряжение щитовидной железы, о чем свидетельствует значительное повышение содержания суммарного белка, который входит в состав гормона щитовидной железы. Содержание тиреотропина в крови интенсивно нарастает до 7 лет.
Увеличение содержания тироидных гормонов отмечается к 10 годам и на завершающих этапах полового созревания (15-16 лет).

В возрасте от 5-6 к 9-10 годам качественно изменяются гипофизарно-щитовидные взаимоотношения- снижается чувствительность щитовидной железы к тиреотропным гормонам, наибольшая чувствительность к которым отмечена в 5-6 лет. Это свидетельствует о том, что щитовидная железа имеет особенно большое значение для развития организма в раннем возрасте.

Влияние гормонов щитовидной железы тироксина (тетрайодтиронин,Т4) и трийодтиронин (Т3) на организм ребенка:

1) усиливают рост, развитие и дифференцировку тканей и органов;

2) стимулируют все виды обмена веществ: белкового, жирового, уг­леводного и минерального;

3) увеличивают основной обмен, окислительные процессы, потреб­ление кислорода и выделение углекислого газа;

4) стимулируют катаболизм и повышают теплообразование;

5) повышают двигательную активность, энергетический обмен, условно-рефлекторную деятельность, темп психических процессов;

6) увеличивают частоту сердечных сокращений, дыхания, потли­вость;

7) снижают способность крови к свертыванию и т.д.

При гипофункции щитовидной железы (гипотиреозе) у детей наблюдается, кретинизм (см. Рис.38) т.е. задержка роста, психического и полового развития, нарушение пропорций тела. Раннее выявление гипофункции щитовидной железы и соответствующее лечение оказывают значительный положительный эффект (Рис.39.).

Рис.38 Ребенок, страдающий кретинизмом

Рис. 39.До и после лечения гипотиреоза

У взрослых развивается микседема (слизистый отек), т.е. психическая заторможенность, вялость, сонливость снижение интеллекта, нарушение половых функций, понижение основного обмена на 30-40%.При недостатке йода в питьевой воде может быть эндемический зоб - уве­личение щитовидной железы.

При гиперфункции щитовидной железы (гипертиреозе, см. Рис. 40,41) возникает диффузный токсический зоб - базедова болезнь: похудание, блеск глаз, пучеглазие, повышение основного обмена, возбудимости нервной сис­темы, тахикардия, потливость, чувство жара, непереносимость тепла, уве­личение объема щитовидной железы и т.д.

Рис.40. Базедова болезнь Рис.41 Гипертиреоз новорожденного

Тиреокальциотонин участвует в регуляции кальциевого обмена. Гор­мон снижает уровень кальция в крови и тормозит выведение его из кост­ной ткани, увеличивая его отложение в ней. Тиреокальциотонин - гормон, сберегающий кальций в организме, своеобразный хранитель кальция в костной ткани.

Регуляция образования гормонов в щитовидной железе осущест­вляется вегетативной нервной системой, тиреотропином и йодом. Воз­буждение симпатической системы усиливает, а парасимпатической - угне­тает выработку гормонов этой железы. Гормон аденогипофиза тиреотропин стимулирует образование тироксина и трийодтиронина. Избыток по­следних гормонов в крови тормозит продукцию тиреотропина. При сни­жении в крови уровня тироксина и трийодтиронина выработка тиреотро­пина увеличивается. Незначительное содержание йода в крови стимулиру­ет, а большое - тормозит образование тироксина и трийодтиронина в щи­товидной железе.

Паращитовидные (околощитовидные) железы представляют собой округлые или овоидные тельца, распо­ложенные на задней поверхности долей щитовидной железы (см. Рис.42). Количество этих телец непостоянно и может изменяться от 2 до 7-8, в среднем 4, по две железы позади каждой боковой доли щитовидной железы. Общая мас­са желез составляет от 0,13-0,36 г до 1,18 г.

Рис.42. Паращитовидные железы

Функциональная активность паращитовидных желез существенно повышается к последним неделям внутриутробного периода и в первые дни жизни. Гормон паращитовидных желез участвует в механизмах адаптации новорожденного. Во втором полугодии жизни обнаруживается некоторое уменьшение размеров главных клеток. Первые оксифильные клетки появляются в околощитовидных железах после 6-7-летнего возраста, их число увеличивается. После 11 лет в ткани железы появляется возрастающее количество жировых клеток. Масса паренхимы паращитовидных желез у новорожденного составляет в среднем 5 мг, к 10 годам она достигает 40 мг, у взрослого - 75 - 85 мг. Эти данные относятся к случаям, когда имеются 4 паращитовидные железы и более. В целом постнатальное развитие паращитовидных желез рассматривается как медленно прогрессирующая инволюция. Максимальная функциональная активность паращитовидных желез относится к перинатальному периоду и первому - второму годам жизни детей. Это периоды максимальной интенсивности остеогенеза и напряженности фосфорно-кальциевого обмена.

Гормонопродуцирующей тка­нью является железистый эпителий: железистые клетки - паратироциты. Они секретируют гормон паратирин (паратгормон, или паратиреокрин), регулирующий обмен кальция и фосфора в организме. Паратгормон спо­собствует поддержанию нормального уровня кальция в крови (9-11 мг %), который необходим для нормальной деятельности нервной и мышечной систем и отложения кальция в костях.

Паратгормон влияетна баланс кальция и через изменение метаболизма витамина D способствует образованию в почках наиболее активного деривата витамина D - 1,25-дигидроксихолекальциферола. Кальциевое голодание или нарушение всасывания витамина D, лежащее в основе рахита у детей, всегда сопровождается гиперплазией паращитовидных желез и функциональными проявлениями гиперпаратиреоидизма, однако все эти изменения являются проявлением нормальной регуляторной реакции и не могут считаться заболеваниями паращитовидных желез

Между гормонообразовательной функцией паращитовидных желез и уровнем кальция в крови имеется непосредственная двусторонняя связь. При увеличении в крови концентрации кальция гормонообразовательная функция паращитовидных желез уменьшается, а при снижении - гормоно­образовательная функция желез увеличивается

При гипофункции паращитовидных желез (гипопаратиреозе) наблю­дается кальциевая тетания - приступы судорог вследствие уменьшения содержания кальция в крови и увеличения калия, что резко повышает воз­будимость. При гиперфункции паращитовидных желез (гиперпаратиреозе) содержание кальция в крови увеличивается выше нормы (2,25-2,75 ммоль/л) и наблюдается отложение кальция в необычных для него местах: в сосудах, аорте, почках.

Эпифиз, или шишковидное тело - не­большое овальное железистое образование, массой 0,2 г относящееся к эпиталамусу промежуточного мозга (см. Рис.43). Находится в полости черепа над пла­стинкой крыши среднего мозга, в борозде между двумя ее верхними хол­миками.

Рис. 43.Эпифиз

Большинство исследователей, изучавших возрастные особенности шишковидной железы, считают ее органом, подвергающимся сравнительно ранней инволюции. Поэтому эпифиз называют железой раннего детства. С возрастом в эпифизе наблюдается разрастание соединительной ткани, уменьшение количества клеток паренхимы, обеднение органа сосудами. Указанные изменения в эпифизе человека начинают обнаруживаться с 4-5-летнего возраста. После 8 лет в железе появляются признаки обызвествления, выражающиеся в отложении так называемого «мозгового песка». По данным Kitay и Altschule, отложение мозгового песка в первое десятилетие жизни человека наблюдается от 0 до 5%, во второе - от 11 до 60%, а в пятое достигает 58-75%. Мозговой песок состоит из органической основы, пронизанной углекислым и фосфорнокислым кальцием и магнием. Одновременно с возрастной структурной перестройкой паренхимы железы изменяется и ее сосудистая сеть. Мелкопетлистая, богатая анастомозами артериальная сеть, свойственная эпифизу новорожденного, с возрастом заменяется продольными, слабо ветвящимися артериями. У взрослого человека артерии эпифиза приобретают форму вытянутых по длине магистралей.

Начавшийся в 4-8-летнем возрасте процесс инволюции шишковидной железы в дальнейшем прогрессирует, однако отдельные клетки паренхимы эпифиза сохраняются до глубокой старости.

Выявляемые при гистологическом исследовании признаки секреторной активности клеток эпифиза обнаруживаются уже во второй половине эмбриональной жизни человека. В подростковый период, несмотря на резкое уменьшение размеров паренхимы эпифиза, секреторная функция главных пинеальных клеток не прекращается.

До настоящего времени она полностью не изучена, ее и сейчас называют загадочной железой. У детей эпифиз имеет относительно большие размеры, чем у взрослых, и вырабатывает гормоны, влияющие на половой цикл, лактацию, углеводный и водно-электролитный обмены. ,

Клеточными элементами железы являются пинеалоциты и глиальные клетки (глиоциты).

Эпифиз выполняет ряд очень важных функций в организме человека:

· глияние на гипофиз, подавляя его работу

· стимулирование иммунитета

· предотвращает стресс

· регуляция сна

· торможение полового развития у детей

· снижение секреции гормона роста (соматотропного гормона).

Клетки шишковидной железы оказывают прямое тормозящее действие на гипофиз до наступления половой зрелости. Кроме того, они принимают участие практически во всех обменных процессах организма.

Этот орган тесно связан с нервной системой: все световые импульсы, которые получают глаза, прежде чем попасть в мозг, проходят путь через шишковидное тело. Под воздействием света в дневное время работа шишковидной железы подавляется, а в темноте ее работа активизируется и начинается секреция гормона мелатонина. Эпифизучаствует в формировании суточных ритмов сна и бодрствования, покоя и высокого эмоционального и физического подъема.

Гормон мелатонин - это производное серотонина, который является ключевым биологически активным веществом циркадной системы, т. е. системы, отвечающее за суточные ритмы организма.

Шишковидная железа отвечает и за иммунитет. С возрастом она атрофируется, значительно уменьшаясь в размерах. Атрофирование эпифиза вызывается и воздействием на него фтора, что было доказано врачом Дженнифер Люк, которая обнаружила, что избыток фтора вызывает раннее половое созревание, часто провоцирует образование рака, а также его большое количество в организме может стать причиной генетических отклонений во время развития плода при беременности. Избыточное употребление фтора может иметь пагубное воздействие на организм, вызывая нарушение ДНК, разрушение и выпадение зубов, ожирение.

Шишковидная железа, являясь органом внутренней секреции, принимает непосредственное участие в обменах фосфора, калия, кальция и магния.

Клетки эпифиза синтезируют две основные группы активных веществ:

· индолы;

· пептиды.

Все индолы являются производными аминокислоты серотонина. Это вещество накапливается в железе, а в ночные часы активно превращается в мелатонин (основной гормон эпифиза).

Серотонин и мелатонин регулируют "биологические часы" организма. Гормоны являются производными аминокислоты триптофана. Вначале из триптофана синтезируется серотонин, а из последнего образуется мелатонин. Он является антагонистом меланоцитостимулирующего гормона гипофиза, продуцируется в ночное время, тормозит секрецию гонадолиберина, тиреоидных гормонов, гормонов надпочечников, гормона роста, настраивает организм на отдых. Мелатонин выделяется в кровь, сигнализируя всем клеткам организма, что наступила ночь. Рецепторы к этому гормону обнаружены практически во всех органах и тканях. Кроме того, мелатонин может превращаться в адреногломерулотропин. Этот гормон эпифиза влияет на кору надпочечников, повышая синтез альдостерона.

У мальчиков содержание мелатонина снижается при половом созревании. У женщин наибольший уровень мелатонина определяется в менструацию, наименьший - при овуляции. Продукция серотонина существенно преобладает в дневное время. При этом солнечный свет переключает эпифиз с образования мелатонина на синтез серотонина, что ведет к пробуждению и бодрствованию организма (серотонин является активатором многих биологических процессов).

Действие мелатонина на организм отличается большим разнообразием и проявляется следующими функциями:

· регуляция сна;

· успокаивающее действие на центральную нервную систему;

· снижение артериального давления;

· сахароснижающий эффект;

· уменьшение уровня холестерина крови;

· иммуностимуляция;

· антидепрессивное воздействие;

· задержка калия в организме.

Шишковидная железа вырабатывает около 40 гормонов пептидной природы, из которых наиболее изучены:

Гормон, регулирующий обмен кальция;

Гормон аргинин-вазотоцин, регулирующий тонус артерий и угнетающий секрецию гипофизом фолликулостимулирующего гормона и лютеинизирующего гормона.

Показано, что гормоны эпифиза подавляют развитие злокачественных опухолей. Свет составляет функцию эпифиза, а темнота стимулирует его. Выявлен нейронный путь: сетчатка глаза - ретиногипоталамический тракт - спинной мозг - симпатические ганглии - эпифиз.

Кроме мелатонина ингибирующее влияние на половые функции обусловливается и другими гормонами эпифиза - аргинин-вазотоцином, антигонадотропином.

Адреногломерулотропин эпифиза стимулирует образование альдостерона в надпочечниках.

Пинеалоциты продуцируют несколько десятков регуляторных пептидов. Из них наиболее важны аргинин-вазотоцин, тиролиберин, люлиберин и даже тиротропин.

Образование олигопептидных гормонов совместно с нейроаминами (серотонин и мелатонин) демонстрирует принадлежность пинеалоцитов эпифиза к APUD-системе.

Гормоны эпифиза угнетают биоэлектрическую активность мозга и нервно-психическую деятельность, оказывая снотворный и успокаивающий эффект.

Пептиды эпифиза влияют на иммунитет, обмен веществ и сосудистый тонус.

Вилочковая, или зобная, железа, тимус , является наря­ду с красным костным мозгом центральным органом иммуногенеза (см. Рис.44). В ти­мусе стволовые клетки, поступающие сюда из костного мозга с током кро­ви, пройдя ряд промежуточных стадий, превращаются в конечном счете в Т-лимфоциты, ответственные за реакции клеточного иммунитета. Помимо иммунологической функции и функции кроветворения, тимусу присуща эндокринная деятельность. На этом основании эта железа рассматривается и как орган внутренней секреции.

Рис.44. Тимус

Тимус состоит из двух асимметричных по величине долей: правой и левой, соединенных рыхлой соединительной тканью. Располагается тимус в верхней части переднего средостения, позади рукоятки грудины. К моменту рождения ребенка масса железы равна 15 г. Размеры и масса тимуса увеличивается по мере роста ребенка до начала полового созревания. В пери­од своего максимального развития (10-15 лет) масса тимуса достигает в среднем 37,5 г, длина его в это время составляет 7,5-16 см. С 25-летнего возраста начинается возрастная инволюция тимуса - постепенное умень­шение железистой ткани с замещением ее жировой клетчаткой.

Функции тимуса

1. Иммунная. Она заключается в том, что тимус играет ключевую роль в созревании иммунокомпетентных клеток, а также определяет сохранность и правильное течение различных иммунных реакций. Вилочковая железа определяет в первую очередь дифференцировку Т-лимфоцитов, а также стимулирует их выход из костного мозга. В тимусе синтезируются тималин, тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор и инсулиноподобный фактор роста-1 это полипептиды, являющиеся химическими стимуляторами иммунных процессов.

2. Нейроэндокринная. Реализация этой функции обеспечивается тем, что тимус принимает участие в образовании определенных биологически активных веществ.

Все вещества, которые образуются тимусом, оказывают разное воздействие на организм ребенка. Одни действуют локально, то есть в месте образования, а другие – системно, разносясь с током крови. Поэтому биологически активные вещества вилочковой железы можно разделить на несколько классов. Один из классов аналогичен гормонам, которые вырабатываются в эндокринных органах. В тимусе синтезируются антидиуретический гормон, окситоцин, соматостатин. В настоящее время эндокринная функция тимуса изучена недостаточно.

Гормоны тимуса и их секреция регулируется глюкокортикоидами, то есть гормонами коры надпочечников. Помимо этого, за функцию данного органа отвечают интерфероны, лимфокины и интерлейкины, вырабатываемые иными клетками иммунной системы.

Поджелудочная железа относится к железам со смешанной секрецией (см. Рис.45). В ней образуется не только панкреатический пище­варительный сок, но и вырабатываются гормоны: инсулин, глюкагон, липокаин и другие.

У новорожденного она располагается глубоко в брюшной полости, на уровне X-го грудного позвонка, длина ее 5–6 см. У детей раннего и старшего возраста поджелудочная железа находится на уровне I-го поясничного позвонка. Наиболее интенсивно железа растет в первые 3 года и в пубертатном периоде. К рождению и в первые месяцы жизни она недостаточно дифференцирована, обильно васкуляризована и бедна соединительной тканью. У новорожденного наиболее развита головка поджелудочной железы. В раннем возрасте поверхность поджелудочной железы гладкая, а к 10–12 годам появляется бугристость, обусловленная выделением границ долек.

Рис.45. Поджелудочная железа

Эндокринная часть поджелудочной железы представлена группами эпителиальных клеток, образующими своеобразной формы пан­креатические островки (островки П. Лангерганса), отделенные от осталь­ной экзокринной части железы тонкими прослойками рыхлой волокнистой соединительной ткани.

Панкреатические островки имеются во всех отде­лах поджелудочной железы, но больше всего их в хвостовой части железы. Величина островков составляет от 0,1 до 0,3 мм, количество - 1-2 млн., а общая масса их не превышает 1% массы поджелудочной железы. Островки состоят из эндокринных клеток - инсулоцитов нескольких видов. Пример­но 70 % всех клеток составляют бета-клетки, вырабатывающие инсулин, дру­гая часть клеток (около 20 %) - это альфа-клетки, которые продуцируют глюка­гон. дельта-клетки (5-8 %) секретируют соматостатин. Он задерживает выделе­ние инсулина и глюкагона В- и А-клетками и подавляет синтез ферментов тканью поджелудочной железы.

D-клетки (0,5 %) выделяют вазоактивный интестинальный полипептид, который снижает АД, стимулирует выделе­ние сока и гормонов поджелудочной железой. РР-клетки (2-5 %) вырабаты­вают полипептид, стимулирующий выделение желудочного и панкреати­ческого сока. Эпителий мелких выводных протоков выделяет липокаин.

Для оценки деятельности островкового аппарата железы необходимо помнить о взаимном тесном влиянии на количество сахара крови функции гипофиза, надпочечников, инсулярного аппарата и печени. Кроме того, содержание сахара непосредственно связано с выделением островковыми клетками железы глюкагона, который является антагонистом инсулина. Глюкагон способствует выделению глюкозы в кровь из запасов гликогена печени. Секреция этих гормонов и взаимодействие регулируются колебаниями содержания сахара в крови.

Главным гормоном поджелудочной железы является инсулин, кото­рый выполняет следующие функции:

1) способствует синтезу гликогена и накоплению его в печени и мышцах;

2) повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и способствует интенсивному окислению ее в тканях;

3) вызывает гипогликемию, т.е. снижение уровня глюкозы в крови и как следствие этого недостаточное поступление глюкозы в клетки ЦНС, на проницаемость которых инсулин не действует;

4) нормализует жировой обмен и уменьшает кетонурию;

5) снижает катаболизм белков и стимулирует синтез белков из ами­нокислот;

6) задерживает воду в тканях

7) уменьшает образование углеводов из белка и жира;

8) способствует усваиванию расщепленных в процессе пищеварения веществ, их распределению в организме после попадания в кровь. Именно благодаря инсулину углеводы, аминокислоты и некоторые компоненты жиров могут проникать через клеточную стенку из крови внутрь каждой клетки организма. Без инсулина, при дефекте молекулы гормона или рецептора клетки, растворенные в крови питательные вещества, остаются в ее составе и оказывают на организм токсическое действие.

Образование и секреция инсулина регулируется уровнем глюкозы в крови при участии вегетативной нервной системы и гипоталамуса. Увели­чение содержания глюкозы в крови после приема ее больших количеств, при напряженной физической работе, эмоциях и т.д. повышает секрецию инсулина. Наоборот, понижение уровня глюкозы в крови тормозит секре­цию инсулина. Возбуждение блуждающих нервов стимулирует образова­ние и выделение инсулина, симпатических - тормозит этот процесс.

Концентрация инсулина в крови зависит не только от интенсивности его образования, но и от скорости его разрушения. Инсулин, разрушается ферментом инсулиназой, находящейся в печени и скелетных мышцах. Наибольшей активностью обладает инсулиназа печени. При однократном протекании крови через печень может разрушиться до 50 % содержащегося в ней инсулина.

При недостаточной внутрисекреторной функции поджелудочной же­лезы наблюдается тяжелое заболевание - сахарный диабет , или сахарное мочеизнурение. Основными проявлениями этого заболевания являются: гипергликемия (до 44,4 ммоль/л,), глюкозурия (до 5 % сахара в моче), полиурия (обильное мочеиспускание: от 3-4 л до 8 - 9 л в сутки), полидипсия (повышенная жажда), полифагия (повышенный аппетит), по­худание (падение веса), кетонурия. В тяжелых случаях развивается диабе­тическая кома (потеря сознания).

Второй гормон поджелудочной железы - глюкагон по своему дейст­вию является антагонистом инсулина и выполняет следующие функции:

1) расщепляет гликоген в печени и мышцах до глюкозы;

2) вызывает гипергликемию;

3) стимулирует расщепление жира в жировой ткани;

4) повышает сократительную функцию миокарда, не влияя на его возбудимость.

На образование глюкагона в альфа - клетках оказывает влияние ко­личество глюкозы в крови. При повышении содержания глюкозы в крови секреция глюкагона уменьшается (тормозится), при понижении - увеличи­вается. Гормон аденогипофиза - соматотропин повышает активность А-клеток, стимулируя образование глюкагона.

Третий гормон – липокаин, образуется в клетках эпителия выводных протоков поджелудочной железы, способствует утилизации жиров за счет образования липидов и повышения окисления высших жирных кислот в печени, что препятствует жировому перерождению печени. Выделяется островковым аппаратом железы.

Надпочечники имеют жизненно, важное значение для организма. Удаление обоих надпочечников приводит к смер­ти вследствие потери большого количества натрия с мочой и снижения уровня натрия в крови и тканях (из-за отсутствия альдостерона).

Надпочечник- это парный орган, находящийся в забрюшинном про­странстве непосредственно над верхним концом соответствующей почки (см. Рис.46). Правый надпочечник имеет форму треугольника, левый - полулунную (на­поминает полумесяц). Располагаются на уровне ХI-ХII грудных позвонков. Правый надпочечник, как и почка, лежит несколько ниже, чем левый.

Рис. 46. Надпочечники

При рождении масса одного надпочечника у ребёнка достигает 7 г, их величина составляет 1/3 размера почки. У новорождённого кора надпочечников, как и у плода, состоит из 2 зон - фетальной и дефинитивной (постоянной), причём на долю фетальной приходится основная масса железы. Дефинитивная зона функционирует так же, как у взрослого. Пучковая зона узкая, нечётко сформирована, сетчатой зоны ещё нет.

В течение первых 3 мес жизни масса надпочечника уменьшается наполовину, в среднем до 3,4 г, главным образом за счёт истончения и перестройки коркового вещества, после года она вновь начинает увеличиваться. К годовалому возрасту фетальная зона полностью исчезает, а в дефинитивной коре уже различимы клубочковая, пучковая и сетчатая зоны.

К 3 годам завершается дифференцировка корковой части надпочечника. Формирование зон коркового вещества продолжается до 11 - 14 лет, к этому периоду соотношение ширины клубочковой, пучковой и сетчатой зон составляет 1:1:1. К 8 годам происходит усиленный рост мозгового вещества.

Окончательное его формирование заканчивается к 10-12 годам. Масса надпочечников заметно увеличивается в пред и пубертатном периодах и к 20 годам возрастает в 1,5 раза по сравнению с их массой у новорождённого, достигая показателей, свойственных взрослому.

Масса одного надпочечника у взрослого человека составляет около 12-13г. Длина надпочечника равна 40-60 мм, высота (ширина) - 20-30 мм, толщина (переднезадний размер) - 2-8 мм. Снаружи надпочечник покрыт фиброзной капсулой, отдающей в глубь органа многочисленные соединительноткан­ные трабекулы и делящей железу на два слоя: наружный - корковое веще­ство (кора) и внутренний - мозговое вещество. На долю коры приходится около 80% массы и объема надпочечника. В коре надпочечника различают 3 зоны: наружную - клубочковую, среднюю - пучковую и внутреннюю - сетчатую.

Морфологические особенности зон сводятся к своеобразному для каждой зоны распределению железистых клеток, соединительной тка­ни и кровеносных сосудов. Перечисленные зоны функционально обособ­лены в связи с тем, что клетки каждой из них вырабатывают гормоны, от­личаю-щиеся друг от друга не только по химическому составу, но и по фи­зиологи-ческому действию.

Клубочковая зона - самый тонкий слой коры, прилегающий к капсуле надпочечника, состоит из мелких по размеру клеток эпителия, образую­щих тяжи в форме клубков. Клубочковая зона вырабатывает минералокорти-коиды: альдостерон, дезоксикортикостерон.

Пучковая зона - большая часть коры, очень богата липидами, холе­стерином, а также витамином С. При стимуляции АКТГ холестерин расхо­дуется на образование кортикостероидов. Эта зона содержит более круп­ные железистые клетки, лежащие параллельными тяжами (пучками). Пуч­ковая зона продуцирует глюкокортикоиды: гидрокортизон, кортизон, кортикостерон.

Сетчатая зона прилегает к мозговому слою. В ней находятся мелкие железистые клетки, расположенные в виде сети. Сетчатая зона образует половые гормоны: андрогены, эстрогены и в небольшом количестве про­гестерон.

Мозговое вещество надпочечника располагается в центре железы. Оно образовано крупными хромаффинными клетками, окрашивающимися солями хрома в желтовато-бурый цвет. Различают две разновидности этих клеток: эпинефроциты составляют основную массу и вырабатывают кате-холамин - адреналин; норэпинефроциты, рассеянные в мозговом веществе в виде небольших групп, вырабатывают другой катехоламин - норадреналин.

А. Физиологическое значение глюкокортикоидов - гидрокортизона, кортизона, кортикостерона:

1) стимулируют адаптацию и повышают сопротивляемость организ­ма к стрессу;

2) влияют на обмен углеводов, белков, жиров;

3) задерживают утилизацию глюкозы в тканях;

4) способствуют образованию глюкозы из белков (гликонеогенез);

5) вызывают распад (катаболизм) тканевого белка и задерживают формирование грануляций;

6) угнетают развитие воспалительных процессов (противовоспа­лительное действие);

7) подавляют синтез антител;

8) подавляют активность гипофиза, особенно секрецию АКТГ.

Б. Физиологическое значение минералкортикоидов - альдостерона, дезоксикортикостерона:

1) сохраняют в организме натрий, так как усиливают обратное вса­сывание натрия в почечных канальцах;

2) выводят из организма калий, так как уменьшают обратное всасы­вание калия в почечных канальцах;

3) способствуют развитию воспалительных реакций, так как повы­шают проницаемость капилляров и серозных оболочек (провоспалительное действие);

4) повышают осмотическое давление крови и тканевой жидкости (за счет увеличения ионов натрия в них);

5) увеличивают тонус сосудов, повышая АД.

При недостатке минералкортикоидов организм теряет столь большое количество натрия, что это ведет к изменениям внутренней среды, несо­вместимым с жизнью. Поэтому минералкортикоиды образно называют гормонами, сохраняющими жизнь.

В. Физиологическое значение половых гормонов - андрогенов, эстро­генов, прогестерона:

1) стимулируют развитие скелета, мышц, половых органов в детстве, когда внутрисекреторная функция половых желез еще недостаточна;

2) обусловливают развитие вторичных половых признаков;

3) обеспечивают нормализацию половых функций;

4) стимулируют анаболизм и синтез белка в организме.

При недостаточной функции коры надпочечников развивается так называемая бронзовая, или аддисонова, болезнь (см. Рис.47).

Основными признаками этой болезни являются: адинамия (мышечная слабость), похудание (сни­жение массы тела), гиперпигментация кожи и слизистых оболочек (брон­зовая окраска), артериальная гипотония.

При гиперфункции коры надпочечников (например, при опухоли) отмечается преобладание синтеза половых гормонов над выработкой глюко- и минералкортикоидов (резкое изменение вторичных половых призна­ков).

Рис. 47. Аддисонова болезнь

Регуляция образования глюкокортикоидов осуществляется кортико-тропином (АКТГ) передней доли гипофиза и кортиколиберином гипотала­муса. Кортикотропин стимулирует продукцию глюкокортикоидов, а при избытке в крови последних синтез кортикотропина (АКТГ) в передней доле гипофиза тормозится. Кортиколиберин (кортикотропин - рилизинг - гормон) усиливает образование и высвобождение кортикотропина через общую систему кровообращения гипоталамуса и гипофиза. Учитывая тес­ную функциональную связь гипоталамуса, гипофиза и надпочечников, мож­но поэтому говорить о единой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе.

На образование минералкортикоидов оказывает влияние концен­трация ионов натрия и калия в организме. При избытке натрия и недостат­ке калия в организме секреция альдостерона уменьшается, что обусловли­вает усиленное выделение натрия с мочой. При недостатке натрия и из­бытке калия в организме секреция альдостерона в коре надпочечника уве­личивается, в результате чего выведение натрия с мочой уменьшается, а выведение калия увеличивается.

Г. Физиологическое значение гормонов мозгового вещества надпо­чечников: адреналина и норадреналина.

Адреналин и норадреналин объединяют под названием "катехола-мины", т.е. производные пирокатехина (органические соединения класса фенолов), активно участвующие в качестве гормонов и медиаторов в фи­зиологических и биохимических процессах в организме человека.

Адреналин и норадреналин вызывают:

1) усиление и удлинение эффекта влияния симпатической нервной

2) гипертензию, за исключением сосудов мозга, сердца, легких и ра­ботающих скелетных мышц;

3) расщепление гликогена в печени и мышцах и гипергликемию;

4) стимуляцию работы сердца;

5) повышение энергетики и работоспособности скелетных мышц;

6) расширение зрачков и бронхов;

7) появление так называемой гусиной кожи (выпрямление кожных волос) вследствие сокращения гладких мышц кожи, поднимающих волосы (пиломоторы);

8) торможение секреции и моторики желудочно-кишечного тракта.

В целом адреналин и норадреналин имеют важное значение в моби­лизации резервных возможностей и ресурсов организма. Поэтому они обоснованно называются гормонами тревоги или "аварийными гормона­ми".

Секреторная функция мозгового вещества надпочечников контро­лируется задней частью гипоталамуса, где находятся высшие подкорковые вегетативные центры симпатической иннервации. При раздражении сим­патических чревных нервов выброс адреналина из надпочечников увели­чивается, а при перерезке их - уменьшается. Раздражение ядер задней час­ти гипоталамуса также усиливает выброс адреналина из надпочечников и увеличивает его содержание в крови. Выделение адреналина из надпочеч­ников при различных воздействиях на организм регулируется уровнем сахара в крови. При гипогликемии рефлекторный выброс адреналина уве­личивается. Под влиянием адреналина в коре надпочечников происходит усиленное образование глюкокортикоидов. Таким образом, адреналин гу­моральным путем поддерживает сдвиги, вызванные возбуждением симпа­тической нервной системы, т.е. длительно поддерживает перестройку функций, необходимую при чрезвычайных обстоятельствах. Вследствие этого адреналин образно называют "жидкой симпатической нервной сис­темой".

Половые железы : яичко у мужчин (см. Рис.49) и яичник у женщин (см. Рис. 48) относятся к железам со смешанной функцией.

Рис.48. Яичники Рис.49 Яичко

Яичники - парные железы, находятся в полости малого таза, размерами приблизительно 2×2×3 см. Они состоят из плотного коркового вещества снаружи и мягкого мозгового внутри.

Корковое вещество преобладает в яичниках. В корковом веществе зреют яйцеклетки. Половые клетки образуются у плода женского пола на 5 месяце внутриутробного развития раз и навсегда. С этого момента больше ни одна половая клетка не образуется, они только гибнут. У новорожденной девочки в яичниках находится около миллиона ооцитов (половых клеток), к моменту полового созревания их остается только 300 тысяч. В течение жизни только 300–400 из них превратятся в зрелые яйцеклетки, и только единицы - оплодотворятся. Остальные погибнут.

Яички - это парные железы, расположенные в кожно-мышечном мешковидном образовании - мошонке. Формируются они в брюшной полости и к моменту рождения ребёнка или к концу 1-го года жизни (возможно даже в течение первых семи лет) через паховый канал опускаются в мошонку.

У взрослого мужчины размеры яичек в среднем 4Х 3 см, масса их 20-30 г, у 8-летних детей - 0,8 г, у 15-летних подростков - 7-10 г. Яичко множеством перегородок разделено на 200-300 долек, каждая из которых заполнена очень тонкими извитыми семенными канальцами (трубочками). В них с периода полового созревания и до глубокой старости беспрерывно образуются и созревают мужские половые клетки - сперматозоиды.

За счет внешнесекреторной функции этих желез образуются мужские и женские половые клетки - сперматозоиды и яйцеклетки. Внутрисекреторная функ­ция проявляется в секреции половых гормонов, которые поступают в кровь.

Различают две группы половых гормонов: мужские - андрогены (греч. andros - мужской) и женские - эстрогены (греч. oistrum - течка). И те, и другие образуются из холестерина и дезоксикортикостерона как в муж­ских, так и в женских половых железах, но не в одинаковых количествах. Эндокринной функцией в яичке обладает интерстиций, представленный железистыми клетками - интерстициальными эндокриноцитами яичка (клетками Ф. Лейдига). Эти клетки располагаются в рыхлой волокнистой соединительной ткани между извитыми канальцами, рядом с кровеносны­ми и лимфатическими капиллярами. Интерстициальные эндокриноциты яичка выделяют мужские половые гормоны: тестостерон и андростерон.

Физиологическое значение андрогенов - тестостерона и андростерона:

1) стимулируют развитие вторичных половых признаков;

2) влияют на половую функцию и размножение;

3) оказывают большое влияние на обмен веществ: увеличивают об­разование белка, особенно в мышцах, уменьшают содержание жира в ор­ганизме, повышают основной обмен;

4) влияют на функциональное состояние ЦНС, на высшую нервную деятельность и поведение.

Женские половые гормоны образуются: эстрогены - в зернистом слое созревающих фолликулов, а также в клетках интерстиция яичников, про­гестерон - в желтом теле яичника на месте лопнувшего фолликула.

Физиологическое значение эстрогенов:

1) стимулируют рост половых органов и развитие вторичных поло­вых признаков;

2) способствуют проявлению половых рефлексов;

3) вызывают гипертрофию слизистой оболочки матки в первую по­ловину менструального цикла;

4) при беременности - стимулируют рост матки.

Физиологическое значение прогестерона:

1) обеспечивает имплантацию и развитие плода в матке при бере­менности;

2) тормозит выработку эстрогенов;

3) тормозит сокращение мускулатуры беременной матки и умень­шает ее чувствительность к окситоцину;

4) задерживает овуляцию за счет угнетения образования гормона передней доли гипофиза - лютропина.

Образование половых гормонов в половых железах находится под контролем гонадотропных гормонов передней доли гипофиза: фоллитропина и лютропина. Функция аденогипофиза контролируется гипоталаму­сом, секретирующим гипофизотропный гормон – гонадолиберин, который может усиливать или угнетать выделение гонадотропинов гипофизом.

Удаление (кастрация) половых желез в разные периоды жизни приво­дит к различным эффектам. У очень молодых организмов оно оказывает значительное влияние на формирование и развитие животного, вызывая остановку в росте и развитии половых органов, их атрофию. Животные обоего пола становятся очень похожими друг на друга, т.е. в результате кастрации наблюдается полное нарушение половой дифференциации жи­вотных. Если кастрация произведена у взрослых животных, возникающие изменения ограничиваются в основном половыми органами. Удаление половых желез в значительной мере изменяет обмен веществ, характер накопления и распределения жировых отложений в организме. Пересадка половых желез кастрированным животным приводит к практическому восстановлению многих нарушенных функций организма.

Мужской гипогенитализм (евнухоидизм), характеризуемый недо­развитием половых органов и вторичных половых признаков, является результатом различных поражений семенников (яичек) или развивается как вторичное заболевание при поражении гипофиза (выпадении его гона-дотропной функции).

У женщин при низком содержании в организме женских половых гормонов в результате повреждения гипофиза (выпадения его гонадо-тропной функции) или недостаточности самих яичников развивается жен­ской гипогенитализм, характеризующийся недостаточным развитием яич­ников, матки и вторичных половых признаков.

Половое развитие

Процесс полового созревания протекает под контролем ЦНС и желез внутренней секреции. Ведущую роль в нем играет гипоталамо-гипофизарная система. Гипоталамус, будучи высшим вегетативным центром нервной системы, управляет состоянием гипофиза, который, в свою очередь, контролирует деятельность всех желез внутренней секреции. Нейроны гипоталамуса выделяют нейрогормоны (рилизинг-факторы), которые, поступая в гипофиз, усиливают (либерины) или тормозят (статины) биосинтез и выделение тройных гормонов гипофиза. Тропные гормоны гипофиза, в свою очередь, регулируют активность ряда желез внутренней секреции (щитовидной, надпочечников, половых), которые в меру своей активности изменяют состояние внутренней среды организма и оказывают влияние на поведение.

Повышение активности гипоталамуса на начальных стадиях пубертата состоит в специфических связях гипоталамуса с другими железами внутренней секреции. Гормоны, выделяемые периферическими эндокринными железами, оказывают тормозящее влияние на высшее звено эндокринной системы. Это пример так называемой обратной связи, которая играет важную роль в работе эндокринной системы. Она обеспечивает саморегуляцию деятельности желез внутренней секреции. В начале пубертата, когда половые железы еще не развиты, нет условий для их обратных тормозных влияний на гипоталамо-гипофизарную систему, поэтому собственная активность этой системы очень высока. Это вызывает усиленное выделение тропных гормонов гипофиза, оказывающих стимулирующее действие на процессы роста (соматотропин) и развитие половых желез (гонадотропины).

В то же время повышенная активность гипоталамуса не может не сказаться на взаимоотношениях подкорковых структур и коры больших полушарий.

Половое созревание – стадиальный процесс, поэтому возрастные изменения в состоянии нервной системы подростков развиваются постепенно и имеют определенную специфику, обусловленную динамикой полового созревания. Эти изменения находят отражение в психике и поведении.

Существует несколько периодизаций полового созревания, в основном опирающихся на описание изменений половых органов и вторичных половых признаков. Как у мальчиков, так и у девочек можно выделить пять стадий полового созревания.

Первая стадия – детство (инфантилизм); для нее характерно медленное, практически незаметное развитие репродуктивной системы; ведущая роль принадлежит гормонам щитовидной железы и соматотропным гормонам гипофиза. Половые органы в этот период развиваются медленно, вторичных половых признаков нет. Эта стадия завершается в 8-10 лет у девочек и 10-13 лет у мальчиков.

Вторая стадия – гипофизарная – отмечает начало пубертата. Изменения, возникающие на этом этапе, обусловлены активацией гипофиза: увеличивается секреция гипофизарных гормонов (соматотропинов и фоллитропина), которые влияют на скорость роста и появление начальных признаков полового созревания. Стадия оканчивается, как правило, у девочек в 9-12 лет, у мальчиков в 12-14 лет.

Третья стадия – этап активизации половых желез (стадия активизации гонад). Гонадотропные гормоны гипофиза стимулируют половые железы, которые начинают вырабатывать стероидные гормоны (андрогены и эстрогены). При этом продолжается развитие половых органов и вторичных половых признаков.

Четвертая стадия - максимального стероидогенеза – начинается в 10-13 лет у девочек и 12-16 лет у мальчиков. На этой стадии под влиянием гонадотропных гормонов наибольшей активности достигают половые железы (семенники и яичники), продуцирующие мужские (андрогены) и женские (эстрогены) гормоны. Продолжается усиление вторичных половых признаков, и некоторые из них достигают на данной стадии дефинитивной формы. В конце этой стадии у девочек начинается менструация.

Пятая стадия - окончательное формирование репродуктивной системы – начинается в 11-14 лет у девушек и 15-17 лет у юношей. Физиологически этот период характеризуется установлением сбалансированной обратной связи между гормонами гипофиза и периферическими железами. Вторичные половые признаки выражены уже полностью. У девушек устанавливается регулярный менструальный цикл. У юношей завершается оволосенние кожи лица и нижней части живота. Возраст окончания пубертатного процесса у девушек 15-16 лет, у юношей – 17-18 лет. Однако здесь возможны большие индивидуальные различия: колебания в сроках могут составлять до 2-3 лет, особенно у девушек.

Похожая информация.

Изменения со стороны желёз внутренней секреции идут гетерохронно, то есть разновременно. Так функция гипофиза сохраняется до глубокой старости.

В щитовидной железе наблюдаются существенные изменения её структуры. Снижается масса железы за счёт замещения части железистой ткани на жировую. Снижается скорость накопления йода в железе. Снижается потребление кислорода железистой тканью, что приводит к снижению синтеза тиреоидных гормонов, в тоже время чувствительность тканей и органов к гуморальным факторам возрастает, в том числе и к гормонам щитовидной железы.

Следовательно, в организме процессы саморегуляции поддерживаются на высоком уровне довольно долго.

Женские половые железы - яичники.

С возрастом меняется величина и форма яичников. Максимальной массы они достигают к 30 годам. После 40 лет идёт прогрессивное снижение массы яичников, они изменяют свою форму, подвергаются атрофии и фиброзу.

Несмотря на происходящие изменения, яичники долгое время сохраняют способность к продукции эстрогенов. За счёт эстрогенов поддерживаются пролиферативные процессы в слизистой оболочке матки и влагалища, сохраняется форма молочных желёз, сохраняются вторичные половые признаки.

С наступлением менопаузы резко падает продукция эстрогенов, и это приводит к регрессу вторичных половых признаков. На этом фоне возможно бурное развитие атеросклероза, остепороза, деформирующего остеоартроза.

Мужские половые железы - яички.

Возрастные изменения со стороны мужских половых желёз происходит в более позднем возрасте, чем у женщин и текут в более медленном темпе. Мужские половые железы достигают наибольшей массы к 25 – 30 годам, в дальнейшем они незначительно уменьшаются в массе. Возрастные изменения, происходящие в них, приводят к снижению сперматогенеза, но это сугубо индивидуально. Геронтологи отметили, что даже у глубоких стариков в сперме обнаруживаются нормальные, активные сперматозоиды.

С возрастом в яичках отмечается облитерация семенных канальцев. Снижается количество клеток Лейдига, ответственных за выработку андрогенов. Поэтому при старении половых желёз у мужчин отмечается угасание вторичных половых признаков, появляется гинекомастия, меняется тембр голоса, возможно развитие ожирения по женскому типу, замедляется рост усов и бороды. Возможно развитие психической слабости и снижение физической силы.

Факторы, ускоряющие старение эндокринной системы:

Курение,

Алкоголизм,

токсикомания,

оперативные вмешательства,

вирусные инфекции,

применение медикаментов