Тема 5: Физиология периферических желёз внутренней секреции

Физиологические основы воспроизводства

Время: 2 часа

Учебная цель: уяснить роль желёз внутренней секреции и их гормонов в поддержании гомеостаза, в регуляции пластического и энергетического обмена, в формировании и регуляции репродуктивных функций.

Содержание занятия

1,2 Основной структурно-функциональной единицей щитовидной же­лезы являются фолликулы. Фолликулы заполнены коллоидом и содержат гормоны тироксин и трийодтиронин, которые связаны с белком тиреоглобулином. В межфолликулярном пространстве находятся также парафолликулярные клетки (С-клетки), в которых выраба­тывается гормон тиреокальцитонин.

Биосинтез тироксина и трийодтиронина осуществля­ется за счет йодирования аминокислоты тирозина. Поглощение йода тиреоцитами осуществляется за счет актив­ного транспорта. После соединения тирозина, входящего в состав тиреоглобулина, с атомарным йодом образуются монойодтирозин и дийодтирозин. За счет соединения 2 молекул дийодтирозина обра­зуется тироксин; конденсация моно- и дийодтирозина приводит к образованию трийодтиронина. В дальнейшем за счет действия протеаз, расщепляющих тиреоглобулин, происходит высвобождение в кровь активных гормонов. Активность тироксина в несколько раз меньше, чем трийодтирони­на.

Действие гормонов щитовидной железы проявляется резким усилением метаболической активности организма. Это приводит к увеличению энергообразования и повышению основного обмена. Недостаток гормонов щитовидной железы у детей приводит к задержке умственного и физического развития (кретинизм). У взрослых при гипофункции щитовидной железы наблюдается торможение нервно-психической активности (вялость, сонливость, апатия); при избытке гормонов, наоборот, наблюдаются эмоциональная лабильность, возбуждение, бессонница.

В результате активизации всех видов обмена веществ под вли­янием гормонов щитовидной железы изменяется деятельность практически всех органов. Усиливается теплопродукция, что приводит к повышению температуры тела. Ускоряется работа сердца (тахи­кардия, повышение АД, увеличение минутного объема крови), сти­мулируется деятельность пищеварительного тракта (повышение ап­петита, усиление перистальтики кишечника, увеличение секретор­ной активности). При гиперфункции щитовидной железы обычно снижается масса тела. Недостаток гормонов щитовидной железы приводит к изменениям обратного характера.

Секреция гормонов щитовидной железы регулируется гипоталамическим тиреолиберином. Выработка тироксина и трийодтиронина резко усиливается в условиях длительного эмоционального возбуж­дения

Кальцитонин, или тиреокальцитонин, снижает уровень кальция в крови. Он действует на костную систему, почки и ки­шечник, вызывая при этом эффекты, противоположные действию паратирина. В костной ткани тиреокальцитонин усиливает активность остеобластов и процессы минерализации. В почках и кишечнике угнетает реабсорбцию кальция и стимулирует обратное вса­сывание фосфатов. Реализация этих эффектов приводит к гипокальциемии.

3. Регуляция обмена кальция осуществляется в основном за счет действия паратирина и кальцитонина.Паратгормон, или паратирин, паратиреоидный гормон, синтезируется в околощитовидных железах. Он обеспе­чивает увеличение уровня кальция в крови. Органами-мишенями для этого гормона являются кости и почки. В костной ткани пара­тирин усиливает функцию остеокластов, что способствует демине­рализации кости и повышению уровня кальция и фосфора в плазме крови. В канальцевом аппарате почек паратирин стимулирует ре­абсорбцию кальция и тормозит реабсорбцию фосфатов, что приводит к гиперкальциемии и фосфатурии. Паратирин усиливает синтез кальцитриола, который является активным метаболитом витамина D₃. Кальцитриол усиливает образование кальцийсвязывающего белка в стенке ки­шечника, что способствует обратному всасыванию кальция и раз­витию гиперкальциемии.

При удалении околощитовидных желез животное погибает от тетанических судорог. Это связано с тем, что в случае низкого содержания кальция в крови резко усиливается нервно-мышечная возбудимость. При этом действие даже незначительных по силе внешних раздражителей приводит к сокращению мышц.

Гиперпродукция паратирина приводит к деминерализации и ре­зорбции костной ткани, развитию остеопороза. Резко увеличивается уровень кальция в плазме крови, в результате чего усиливается склонность к камнеобразованию в органах мочеполовой системы. Гиперкальциемия способствует развитию выраженных нарушений электрической стабильности сердца, а также образованию язв в пищеварительном тракте, возникновение которых обусловлено сти­мулирующим действием ионов Са²⁺ на выработку гастрина и соляной кислоты в желудке.

Секреция паратирина и тиреокальцитонина регулируется по типу отрицательной обратной связи в зависимости от уровня кальция в плазме крови. При снижении содержания кальция усиливается секреция паратирина и тормозится выработка тиреокальцитонина. В физиологических условиях это может наблю­даться при беременности, лактации, сниженном содержании кальция в принимаемой пище. Увеличение концентрации кальция в плазме крови, наоборот, способствует снижению секреции паратирина и увеличению выработки тиреокальцитонина. Последнее может иметь большое значение у детей и лиц молодого возраста, так как в этом возрасте осуществляется формирование костного скелета.

4, 5. Эндокринная активность поджелудочной железы осуществляется панкреатическими островками (островками Лангерганса). В островковом аппарате представлено несколько типов клеток:

1) α-клетки, в которых происходит выработка глюкагона;

2) β-клетки, вырабатывающие инсулин;

3) δ-клетки, продуцирующие соматостатин, который угнетает секрецию инсулина и глюкагона;

4) G-клетки, вырабатывающие гастрин;

5) ПП-клетки, вырабатывающие небольшое количество панкреатического полипептида, который является антагонистом холецистокинина.

β-Клетки составляют большую часть островкового аппарата под­желудочной железы (примерно 60%). Они продуцируют инсу­лин, который влияет на все виды обмена веществ, но, прежде всего, снижает уровень глюкозы в плазме крови.

Под воздействием инсулина увеличивается прони­цаемость клеточной мембраны для глюкозы и аминокислот, что приводит к усилению биоэнергетических процессов и синтеза белка. В результате подавления активности ферментов, обес­печивающих глюконеогенез, тормозится образование глюкозы из аминокислот, поэтому они могут быть использованы для биосинтеза белка. Под влиянием инсулина уменьшается катаболизм белка.

Влияние инсулина на жировой обмен выража­ется в усилении процессов липогенеза и отложении жира в жировых депо. В жировых депо инсулин угнетает активность липазы и стимулирует образо­вание триглицеридов.

Недостаточная секреция инсулина приводит к развитию сахарного диабета. При этом резко увеличивается содержание глюкозы в плаз­ме крови, возрастает осмотическое давление внеклеточной жидкости, что приводит к дегидратации тканей, появлению жажды. При определенном уровне гипергликемии тормозится ее реабсорбция в почках и воз­никает глюкозурия и, соответственно, полиурия. Усиливается липолиз с образованием избыточного количества не­связанных жирных кислот; происходит образование кетоновых тел. Катаболизм белка и недостаток энергии (нарушена утилизация глю­козы) приводит к астении и снижению массы тела.

Избыточное содержание инсулина в крови вызывает резкую гипо­гликемию, что может привести к потере сознания (гипогликемическая кома).

Выработка инсулина регулируется механизмом отрицательной об­ратной связи в зависимости от концентрации глюкозы в плазме крови. Повышение содержания глюкозы способствует увеличению выработ­ки инсулина; в условиях гипогликемии образование инсулина, наобо­рот, тормозится.

α-Клетки, составляющие примерно 25% островковой ткани, вы­рабатывают глюкагон, действие которого приводит к гипергли­кемии. В основе этого эффекта лежат усиленный распад гликогена в печени и стимуляция процессов глюконеогенеза. Глюкагон спо­собствует мобилизации жира из жировых депо. Таким образом, действие глюкагона противоположно эффектам инсулина. Кроме глюкагона анта­гонистами инсулина являются кортикотропин, соматотропин, глюкокортикоиды, адреналин, тироксин.

6. В мужских половых железах (яичках) происходят процессы сперматогенеза и образование мужских поло­вых гормонов — андрогенов. Сперматогенез осуществляется за счет деятельности сперматогенных эпителиальных клеток, которые со­держатся в семенных канальцах. Выработка андрогенов происходит в интерстициальных клетках — гландулоцитах (клетки Лейдига), локализующихся в интерстиции между семенными канальцами. Небольшое количество мужских половых гормонов вырабатывается также в сетчатой зоне коркового вещества надпочечников. К андрогенам относится несколько стероидных гормонов, наиболее важным из которых является тестостерон. Под влиянием те­стостерона в период полового созревания увеличиваются размеры полового члена и яичек, появляется мужской тип оволосения, ме­няется тональность голоса. Тестостерон усиливает синтез белка (анаболический эффект), что приводит к ускорению процессов роста, физического развития, увеличению мышечной массы. Тесто­стерон влияет на процессы формирования костного скелета — он ускоряет образование белковой матрицы кости, усиливает отложение в ней солей кальция. В результате увеличиваются рост, толщина и прочность кости. При гиперпродукции тестостерона ускоряется обмен веществ, в крови возрастает количество эритроцитов.

Механизм действия тестостерона обусловлен его проникновением внутрь клетки, превращением в более активную форму (дигидротестостерон) и дальнейшим связыванием с рецепторами ядра и органелл, что приводит к изменению процессов синтеза белка и нуклеиновых кислот. Секреция тестостерона регулируется лютеинизирующим гормоном аденогипофиза, продукция которого возра­стает в период полового созревания. При увеличении содержания в крови тестостерона по механизму отрицательной обратной связи тормозится выработка лютеинизирующего гормона. Уменьшение продукции обоих гонадотропных гормонов — фолликулостимулирующего и лютеинизирующего, происходит также при ускорении про­цессов сперматогенеза.

У мальчиков в возрасте до 10—11 лет в яичках обычно отсут­ствуют активные гландулоциты (клетки Лейдига), в которых вы­рабатываются андрогены. Однако секреция тестостерона в этих клет­ках происходит во время внутриутробного развития и сохраняется у ребенка в течение первых недель жизни. Это связано со стиму­лирующим действием хорионического гонадотропина, который про­дуцируется плацентой.

Недостаточная секреция мужских половых гормонов приводит к развитию евнухоидизма, основными проявлениями которого явля­ются задержка развития первичных и вторичных половых признаков, диспропорциональность костного скелета (несоразмерно длинные конечности при относительно небольших размерах туловища), увели­чение отложения жира на груди, в нижней части живота и на бедрах. Нередко отмечается увеличение молочных желез (гинеко­мастия). Недостаток мужских половых гормонов приводит также к определенным нервно-психическим изменениям, в частности к от­сутствию влечения к противоположному полу и утрате других ти­пичных психофизиологических черт мужчины.

В женских половых железах (яич­никах) происходит выработка эстрогенов и прогестерона. Секреция этих гормонов характеризуется определенной циклично­стью, связанной с изменением продукции гипофизарных гонадотропинов в течение менструального цикла. Эстрогены, помимо яич­ников, в небольшом количестве могут также вырабатываться в сетчатой зоне коркового вещества надпочечников. Во время бере­менности секреция эстрогенов существенно увеличивается за счет гормональной активности плаценты. Наиболее активным предста­вителем этой группы гормонов является β-эстрадиол. Прогестерон представляет собой гормон желтого тела; его продукция возрастает в конце менструального цикла.

Под влиянием эстрогенов ускоряется развитие первичных и вто­ричных женских половых признаков. В период полового созревания увеличиваются размеры яичников, матки, влагалища, на­ружных половых органов. Усиливаются процессы пролиферации и рост желез в эндометрии; ускоряют развитие молочных желез; развитие костного скелета посредством усиления активности остеобластов. За счет влияния на эпифизарный хрящ тормозится рост костей в длину. Действие этих гормонов увеличивает биосинтеза белка; образование жира, избыток которого откладывается в подкожной основе, что определяет внешние особенности женской фигуры. Под влиянием эстрогенов развивается оволосение по женскому типу: кожа становится более тонкой и гладкой, а также хорошо васкуляризованной.

Основное назначение прогестерона заключается в подготовке эндометрия к имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Под дей­ствием этого гормона усиливается пролиферация и секреторная ак­тивность клеток эндометрия и молочных железах.

Недостаточная секреция женских половых гормонов влечет за собой развитие характерного симптомокомплекса: прекращение менструаций, атрофия мо­лочных желез, влагалища и матки, отсутствие характерного оволосения по женскому типу. Задерживается окостенение зоны эпифизарного хряща, что стимулирует рост кости в длину. Как правило, это больные высокого роста, с несоразмерно удлиненными конечностями, суженным и уплощенным тазом. Внешний вид приобретает мужские черты, тембр голоса становится низким.

Выработка эстрогенов и прогестерона регулируется гипофизарными гонадотропинами, продукция которых возрастает у девочек, начиная с возраста 9—10 лет. Секреция гонадотропинов тормозится при высоком содержании в крови женских половых гормонов.

7. Отличительной особенностью репродуктивной функции человека от других физиологических функций организма является то, что ее нормальное функционирование приводит к слиянию половых клеток мужского и женского организмов в процессе половой репродукции.

В мужском организме мейотическое деление сперматогенных клеток происходит постоянно на протяжении всей жизни после начала периода полового созревания (пубертатный период). Напротив, в ооците гаплоидное число хромосом образуется непосредственно перед овуляцией яйцеклетки из фолликула. В результате способности ооцита и сперматозоида соединяться друг с другом во время оплодотворения в женском половом тракте происходит образование зиготы, содержащей 23 пары хромосом. Этот процесс называется фертилизацией.

Способность человека как вида передавать одну половину генетической информации будущего поколения от отца к матери обеспечивается физиологическими особенностями репродуктивной функции мужского организма. Репродуктивная функция женского организма обеспечивает процесс фертилизации, внутриутробное развитие плода, рождение ребенка и его вскармливание грудным молоком.

Начало пубертатного периода в развитии мужского организма (≈ 12 лет) связано с началом секреции гонадолиберина в гипоталамусе и лютропина в аденогипофизе. Под их влиянием, клетки Лейдига дифференцируются во взрослый тип и в них начинается секреция тестостерона и дигидротестостерона, обусловливающих половое развитие мужского организма. Благодаря их функции уровень секреции тестостерона достигает плато взрослого мужчины (порядка 6 нг/мл плазмы крови), происходит рост и развитие тела, изменение в регуляции многих функций организма, в том числе ЦНС и гипоталамуса. В пубертатный период развития мужского организма активируется продукция сперматозоидов, которая сохраняется на протяжении репродуктивного периода жизни мужчины вплоть до глубокой старости. Активность мужской репродуктивной функции является непрерывной и не имеет циклических проявлений. При этом ежедневно продуцируется 200—400 млн. сперматозоидов. Сперматозоид созревает 72 – 74 дня, поэтому при планировании беременности необходимо исключать вредные воздействия (антибиотики, цитостатики, противовоспалительные препараты, производственную вредность) заранее. Если сперматозоиды находятся слишком долго в мужском организме, они непригодны к оплодотворению. Сперматозоиды могут прожить в женском организме и сохранить оплодотворяющую способность несколько дней. Поэтому день зачатия и день оплодотворения могут не совпадать. Прекращение репродуктивной функции у мужчин наблюдается к 65-70 годам.

У женского эмбриона дифференцирование первичных гонад в яичники начинается с 9-й – 12- й недели, когда активируются ХХ-хромосомы и из за отсутствия антимюллерова гормона и тестостерона Вольфова система регрессирует, а система Мюллера превращается в структуры женского полового тракта. Образование яйцеклетокпроисходит в фолликулах яичников. Первые фолликулы начинают формироваться у девочки внутриутробно уже на 11-12 неделе внутриутробного развития. К 20-й неделе - их насчитывается 6-7 млн, но к моменту рождения это количество снижается до 1-1,5 млн. К моменту рождения в первичном ооците мейоз останавливается на стадии поздней профазы и вновь возобновляется под влиянием гонадотропинов гипофиза и гормонов половых желез в периоде пубертатного развития женского организма.

Начало по­лового созревания у девочек наступает в 9-12 лет и завершается к 16 годам. К возрасту менархе (первой менструации) количество фолликулов составляет уже 250-300 тысяч. После 35 лет в яичниках остается около 25000 фолликулов, а к моменту менопаузы всего около 1000. В течение всего репродуктивного периода жизни женщины зрелые яйцеклетки образуются лишь из 400-500 фолликулов. Остальные первичные фолликулы погибают. Этот процесс называется атрезией фолликулов. Прекращение репродуктивной функции у женщин наблюдается к 49-50 годам.

Процесс образования яйцеклеток называется оогенезом, а созревающая яйцеклетка ооцитом. Оогенез можно разделить на 3 периода:

1. Период размножения. Размножение фолликулов происходит только во внутриутробном периоде жизни девочки.

2. Период роста фолликулов. Он начинается с рождения девочки и продолжается до периода половой зрелости.

3. Период созревания. Созревание яйцеклеток начинается после периода половой зрелости. Каждый цикл в норме созревает 1 (редко 2-3) яйцеклетки.

Таким образом, если при беременности происходит воздействие каких-то вредных факторов, то они могут повлиять на яйцеклетки плода-девочки, что может проявиться уже у внучек и внуков этой беременной женщины. Так вот через яйцеклетку течение беременности у бабушки может повлиять на ее внуков (детей дочери).

Яйцеклетки являются самыми долгоживущими клетками организма. А чем дольше клетка живет, тем больше вредных факторов может оказать на нее влияние и вызвать мутации в течение жизни. Именно с этим связано увеличение риска хромосомных аномалий у плода при беременности в старшем репродуктивном возрасте. Доказано, что риск формирования мутаций в яйцеклетках увеличен у курящих женщин. Кроме того, курение сокращает срок жизни ооцитов.

Женская репродуктивная функция осуществляется в виде двух больших стадий подготовки организма женщины к оплодотворению яйцеклетки и гестации (беременности).

Овариальный цикл состоит из трех физиологических фаз: фолликулярная фаза начинается с момента начала менструального кровотечения. Эта фаза варьирует по времени от 9 до 23 дней. Овуляторная фаза продолжается примерно 1—3 дня и заканчивается овуляцией. Лютеальная, в течение которой сохраняется гормональная активность желтого тела, длится примерно 14 дней.

Фолликулярная фаза. Развитие фолликулов под влиянием фолитропина.

Нарастающий синтез эстрогенов вместе с фоллитропином стимулируют образование на мембране гранулезных клеток рецепторов к лютропину. В конце фолликулярной фазы высокий уровень эстрогенов в плазме крови вызывает торможение секреции гонадолиберина в гипоталамусе и фоллитропина в гипофизе и резкое повышение концентрации лютропина в плазме крови за 24—36 ч до начала овуляции. Лютропин стимулирует преовуляторное увеличение прогестерона, который инициирует овуляцию. Овуляция происходит примерно через 15 ч после достижения концентрацией лютропина в плазме крови максимальных значений. После овуляциина месте лопнувшего фолликула образуется желтое тело, функцией которого является секреция эстрадиола-17B, эстрона и прогестерона, регулирующих подготовку эндометрия матки к имплантации яйцеклетки. Если не происходит оплодотворения яйцеклетки, то желтое тело функционирует в лютеальную фазу овариального цикла (меструальное желтое тело). При оплодотворении яйцеклетки желтое тело функционирует первую половину беременности (желтое тело беременности), а затем его функция прекращается. После овуляции в плазме крови доминирует концентрация прогестерона, которая достигает пика примерно на 8—9-й день после овуляции. Повышение в плазме крови эстрогенов и прогестерона в лютеальную фазу по механизму отрицательной обратной связи тормозит секреции гонадотропинов в аденогипофизе. В результате тормозится развитие очередного фолликула в яичниках. Секреция прогестерона в лютеальную фазу контролирует подготовку (секреторная фаза маточного цикла) эндометрия матки к имплантации яйцеклетки. Если яйцеклетка не оплодотворяется, то желтое тело сохраняется около 14 дней и затем подвергается лютеолизу (разрушению) и овариальный цикл завершается.

Менструальный цикл (маточный цикл) – это подготовка женского организма к гестации состоит из трех последовательных фаз: менструальной, пролиферативной и секреторной.

- Менструальная фаза продолжается в среднем 5 дней. Эта фаза представляет собой кровотечение из полости матки, которое возникает в конце овариального цикла, если не происходит фертилизации и имплантации яйцеклетки. Менструация — это процесс отторжения слоя эндометрия.

- Пролиферативная фаза варьирует по продолжительности от 7 до 11 дней. Эта фаза совпадает с фолликулярной и овуляторной фазами яичникового цикла, в течение которого возрастает уровень эстрогенов в плазме крови. Эстрогены вызывают пролиферацию эпителия влагалища, усиливают секрецию слизи в шейке матки.

- Секреторная фаза менструального цикла начинается после овуляции и продолжается до начала менструации (в среднем 12—16 дней). Происходит подготовка слизистой оболочки матки к имплантации яйцеклетки. В эту фазу активно функционирует желтое тело, стероидогенные клетки которого секретируют этсрадиол-17B, эстрон и прогестерон.

Прогестерон совместно с эстрогенами действует на клетки желез слизистой оболочки матки, вызывая в них секрецию. Если не происходит оплодотворения яйцеклетки и маточный цикл не завершается беременностью, менструальное желтое тело подвергается лютеолизу. Это вызывает снижение секреции клетками желтого тела эстрогенов и прогестерона, что вызывает ишемию эндометрия, возникает его некроз с последующим менструальным кровотечением.

С биологической точки зрения основной целью полового поведения живых организмов является воспроизводство себе подобных, т. е. продолжение рода. Сексуальная мотивация и половое поведение человека в отличие от поведения животных определяются социальным развитием конкретной личности. Это приводит к относительной автономизации сексуального поведения от репродуктивной функции.

Половое влечение — одна из форм субъективного переживания человека, отражение его сексуальной потребности. Половое влечение является начальным этапом осознания сексуальных потребностей. При осознании этих потребностей половое влечение переходит в другую форму отражения потребности — половую мотивацию.

Половая мотивация — физиологический механизм активирования хранящихся в памяти следов (энграмм) информации о внешних объектах, которые способны удовлетворить имеющуюся у организма сексуальную потребность, и информации о тех действиях, которые способны привести к ее удовлетворению.

Полноценная половая мотивация оформляется позже формирования морфологических признаков пола, с различием у мужчин и женщин. У 25% девушек половая мотивация достигает полного развития к 25 годам, у мужчин — раньше, к 20 годам. У женщин половая мотивация достигает максимума к возрасту 26—28 лет, держится на относительно постоянном уровне до 40—50 лет, потом быстро падает. У мужчин половая мотивация максимальна к 30 годам, затем приобретает волнообразный характер и медленно падает, исчезая к 60—70 годам.

Формирование полового сознания у мужчин и у женщин неодинаково. Мужчина проходит четыре стадии формирования полового сознания (Г. С. Васильченко):

1) понятийную — период, во время которого ребенок осознает деление людей на «мальчиков и девочек»;

2) романтическую, или платоническую, для которой характерны выраженные эмоциональные компоненты, эротические фантазии преимущественно платонического типа, асексуальны. Для этой стадии характерен высокий накал чувств, поэтому эта стадия чрезвычайно важна для формирования чувства любви;

3) период юношеской гиперсексуальности, который совпадает с периодом физиологического полового созревания и характеризуется безудержными эротическими фантазиями, при этом возникает внутренний конфликт пробудившегося полового инстинкта с установившимися в обществе морально-этическими нормами;

4) зрелого полового сознания, во время которого мужчина обретает полный контроль над своим сексуальным поведением.

У женщины формирование полового сознания проходит первые две стадии, сходные с таковыми у мужчин. Однако уже в первой стадии обнаруживается бессознательная тяга к материнству — игра в куклы. Если в этот период поддерживать это направление развития, то стремление к материнству пройдет через всю жизнь.

Романтическая стадия у женщин продолжается дольше, однако эротичность значительно меньше, чем у мужчин; возникает стремление к духовному общению, кокетливое поведение. После двух стадий у женщины наступает третья, заключительная, стадия — пробуждение сексуальности.

Дата добавления: 2015-07-10