Структура и механизмы функционирования эндокринной системы

Строение эндокринных желез разнообразно:

одноклеточные (элементы диффузной эндокринной системы);

мелкие компактные клеточные скопления (панкреатические островки);

сравнительно крупные органные структуры (щитовидная железа, надпочечник и др.).

Есть также эндокринные органы, периодически появляющиеся и исчезающие (желтое тело и фолликул яичника).

В эндокринной системе выделяют:

центральное звено (эпиталамус + шишковидное тело и гипоталамус + гипофиз);

периферическое звено, представленное железами, зависимыми от передней доли гипофиза (щитовидная железа, кора надпочечников, гонады) и независимыми от него (паращитовидные железы, мозговая часть надпочечников и гормонпродуцирующие клетки неэндокринных органов).

Секреторные ядра гипоталамуса и шишковидное тело образуют группу нейроэндокринных трансмиттеров (переключателей), то есть при помощи своих гормонов переключают информацию, поступающую в центральную нервную систему, на гипоталамо‑гипофизарную систему, которая, в свою очередь, выделяет необходимое количество гормонов, стимулирующих функцию периферических желез внутренней секреции. Таким образом, нервная и эндокринная системы выступают как единая регулирующая нейроэндокринная система.

Высшим нейроэндокринным органом является гипоталамус, в ядрах которого синтезируются нейрогормоны, регулирующие функцию передней доли гипофиза, – гипофизотропные нейрогормоны, или факторы. Это гормоны, которые стимулируют функцию передней доли гипофиза – рилизинг‑факторы и ингибиторные факторы, – которые тормозят секрецию определенных гормонов гипофиза.

Под влиянием гипофизотропных нейрогормонов гипофиз синтезирует и секретирует тропные гормоны, стимулирующие функцию гипофизозависимых эндокринных желез: щитовидной железы, коры надпочечников, половых желез.

Нейрогормоны гипоталамуса синтезируются в его ядрах и по гипофизарной вене поступают в переднюю долю гипофиза; ниже перечислены их виды, которые выделяют в настоящее время.

Гормоны гипоталамуса (гипофизотропные):

тиреотропин‑рилизинг‑фактор (ТРФ) – стимулирует синтез и секрецию тиреотропного гормона;

кортикотропин‑рилизинг‑фактор (КРФ) – стимулирует синтез и секрецию гипофизом адренокортикотропного гормона;

гонадотропин‑рилизинг‑фактор (ГнРФ) – стимулирует синтез и секрецию гонадотропных гормонов гипофизом фолликулостимулирующего гормона и лютеинизирующего гормона;

гормон роста‑рилизинг‑фактор (ГрРФ) – стимулирует синтез и секрецию гормона роста;

соматостатин – тормозит синтез и секрецию гормона роста и тиреотропного гормона;

допамин, или пролактинингибирующий фактор – тормозит синтез и секрецию пролактина;

пролактин‑рилизинг‑фактор (ПРФ) – стимулирует синтез и секрецию пролактина в гипофизе, идентичен тиреотропинрилизинг‑фактору за исключением следующих моментов: ПРФ влияет только на секрецию пролактина в гипофизе, тогда как ТРФ в основном стимулирует синтез и секрецию тиреотропного гормона в гипофизе.

Гормоны передней доли гипофиза:

тиреотропный, или тиреостимулирующий, гормон (ТТГ) – является гликопротеином и стимулирует рост щитовидной железы, а также все ее функции, синтезируется в тиреотропах гипофиза;

адренокортикотропный гормон (АКТГ) – синтезируется в кортикотропах гипофиза, стимулирует функцию коры надпочечников, ее рост и кровоснабжение, активирует синтез кортизола, надпочечниковых андрогенов до альдостерона;

гонадотропные гормоны – фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) – синтезируются в гонадотропах гипофиза. В яичниках ФСГ стимулирует рост и созревание фолликулов, синтез и секрецию эстрадиола, а ЛГ стимулирует овуляцию, синтез прогестерона и тестостерона. В яичке ЛГ стимулирует синтез тестостерона, а ФСГ – рост и созревание сперматозоидов;

гормон роста (ГР) – синтезируется в соматотропах гипофиза. Не имеет своей эффекторной эндокринной железы, секретируется в кровоток в связи с белком, который идентичен его рецептору, и осуществляет свою функцию и эффекты, соединяясь с рецепторами многих эффекторных органов;

пролактин – синтезируется в лактотропах гипофиза, не обладает своей эффекторной эндокринной железой и имеет значение во время беременности и лактации.

→ Регуляция функций гипоталамо‑гипофизарной системы и зависимых от них периферических эндокринных желез

Осуществляется регуляция в основном по принципу отрицательной обратной связи: гипоталамус стимулирует гипофиз, тропные гормоны гипофиза стимулируют функцию зависимых от них периферических эндокринных желез, а их гормоны, оказывая свой эффект на периферии, тормозят секрецию гормонов гипоталамуса и гипофиза. Этот механизм отрицательной обратной связи поддерживает функцию эндокринных желез.

→ Не зависимые от гипоталамо‑гипофизарной системы эндокринные железы

Околощитовидные железы:

синтезируют паратиреоидный гормон (ПТГ), функция которого заключается в накоплении кальция в организме. Стимул для секреции – снижение уровня ионизированного кальция в сыворотке крови. Тормозит секрецию ПТГ повышение уровня кальция в крови.

С‑клетки, или парафолликулярные клетки:

в щитовидной железе синтезируют гормон кальцитонин, секреция которого регулируется уровнем Са⁺⁺ в сыворотке крови. Стимулирует секрецию кальцитонина повышение уровня ионизированного кальция в сыворотке крови, а тормозит секрецию понижение уровня Са⁺⁺ в крови.

Островки Лангерганса – Соболева поджелудочной железы:

В‑клетки островков синтезируют и секретируют инсулин, стимулом для секреции является повышение уровня глюкозы в крови;

А‑клетки синтезируют глюкагон, стимулом для его секреции служит снижение уровня глюкозы в крови.

Клетки клубочковой зоны коры надпочечников:

секретируют альдостерон. Стимулирующий эффект АКТГ на секрецию альдостерона минимален. Секрецию альдостерона активируют два фактора: ангиотензин II; содержание калия и натрия в сыворотке крови.

Синтез активного витамина D₃:

в почке регулируется паратиреоидным гормоном.

Мозговой слой надпочечников:

высший орган симпатического отдела периферической нервной системы, не имеет тропного гормона гипофиза.

→ Транспорт гормонов в периферической крови

Гипофизотропных гормонов гипоталамуса в периферической крови крайне малое количество.

Тропные гормоны гипофиза (ТТГ, АКТГ, ГнРГ, пролактин) циркулируют в крови в свободном состоянии. Гормон роста циркулирует в крови в связи с белком, который идентичен его рецептору. Гормоны передней гипоталамической области, накапливающиеся в задней доле гипофиза, – антидиуретический гормон, вазопрессин и окситоцин – циркулируют в крови в связанном с нейрофизином виде.

Тиреоидные гормоны тироксин (Т₄) и трийодтиронин (Т₃) циркулируют в крови в связанном с белком виде (тироксинсвязывающим глобулином) и лишь очень небольшое количество – в свободном виде, и только свободные Т₃ и Т₄ биологически активны.

Кортизол циркулирует в крови в связи с кортизолсвязывающим глобулином (транскортином) и лишь крайне малое количество находится в свободном, биологически активном состоянии.

Половые гормоны циркулируют в крови в связи с половым гормоносвязывающим глобулином, и лишь крайне малое количество их находится в свободном, биологически активном виде. Прогестерон циркулирует в крови в связи с транскортином.

Таблица 1

Эндокринные железы и их гормоны

→ Метаболизм гормонов

Метаболизм тиреоидных гормонов

Тиреоидные гормоны Т₄ (тироксин) и Т₃ (трийодтиронин) циркулируют в сыворотке крови в связи с белком: в основном с тироксинсвязывающим глобулином и в незначительном количестве с альбумином. Содержание Т₄ в свободном виде в сыворотке крови составляет 0,04%, а Т₃ – 0,4% их общего количества. Деградация тиреоидных гормонов происходит в периферических тканях под влиянием энзима 1,5´‑дейодиназы через ряд метаболитов, конечный из которых – трийодтироацетовая кислота – выводится с желчью.

Метаболизм катехоламинов

Действие катехоламинов краткое, и диссоциация их после связи со своим рецептором происходит очень быстро. Только около 2 – 3% норадреналина и адреналина экскретируется с мочой. В основном адреналин и норадреналин метаболизируются в печени и экскрементируются с мочой в виде метаболитов.

Метаболиты адреналина: метанефрин и норметанефрин.

Метаболиты норадреналина: ваналилмандальная кислота и гомованильная кислота.

Метаболизм пептидных гормонов

Большинство пептидных гормонов циркулирует в сыворотке крови в свободном виде, исключение составляет гормон роста, циркулирующий в связи с белком, идентичным его рецептору. Окситоцин и вазопрессин циркулируют в связи с нейрофизином. Деградация пептидных гормонов происходит на поверхности клетки после связи с рецептором. Затем продукты деградации пептидных гормонов поступают в клетку, где под влиянием энзимов, содержащих лизосомы, подвергаются деаминированию.

Метаболиты стероидных гормонов – метаболиты кортизола и надпочечниковых андрогенов.

В печени кортизол и надпочечниковые андрогены путем конъюгации с глюкуроновыми и сульфатными группами превращаются в водорастворимые соединения: кортизол – в 17‑гидроксикортикостероиды, андрогены – в 17‑кетостероиды, которые экскретируются с мочой. В небольшом количестве с мочой экскретируется свободный кортизол (от 5 до 50 мкг/сут). Исследование свободного кортизола имеет важное диагностическое значение в дифференциации диагнозов: ожирение и синдром Кушинга. При ожирении обычно увеличивается экскреция 17‑гидроксикортикостероидов, но количество свободного кортизола в суточной моче остается в пределах нормы. При синдроме Кушинга количество свободного кортизола в суточной моче в разной степени превышает норму.

Тестостерон и эстрогены преимущественно циркулируют в сыворотке крови в связи с половыми гормонами, связывающими глобулин, и лишь небольшое количество их – с альбумином. Около 2% тестостерона циркулирует в сыворотке крови в свободном виде. Бóльшая часть тестостерона, циркулирующего в крови, в печени превращается в андростендиол и этиохаланолон, которые конъюгируются с кислотами – глюкуроновой или сульфатной и экскретируются с мочой в виде 17β‑кетостероидов.

Эстрадиол (главным образом яичникового происхождения) быстро превращается в печени в эстрон под влиянием 17β‑гидроксистероид дегидрогеназы (тип 1). Эстрон в основном конъюгируется в эстрон‑сульфат, а конечный продукт эстрона – неактивный эстриол – конъюгируется в 3‑сульфат‑16‑глюкуронид и экскретируется с мочой.

Прогестерон циркулирует в сыворотке крови в связи с транскортином (кортикостероидсвязывающий глобулин). В печени прогестерон быстро превращается в прегнандиол, конъюгируется с глюкуроновой кислотой и в виде прегнандиола глюкуроната экскретируется с мочой.