Основы иерархии гормонов в организме человека

ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА

Определение

Эндокринная система – совокупность структур: органов, частей органов, отдельных клеток, секретирующих в кровь, лимфу и межклеточную жидкость высокоактивные регуляторные факторы – гормоны.

Взаимосвязь между нервной и эндокринной системами

Биохимические и физиологические процессы в различных органах и тканях протекают строго упорядоченно и согласовано между собой благодаря наличию регуляторных систем, которые эти процессы координируют. Особенно важную роль регуляторные системы играют в поддержании метаболического гомеостаза при мышечной деятельности, когда повышается интенсивность использования веществ и изменяется их обмен.

Метаболизм (обмен веществ) – комплекс биохимических и физиологических процессов, который обеспечивает поступление в организм веществ из окружающей среды, усвоение их, превращение в тканях, а также выведение продуктов обмена (метаболитов) из организма во внешнюю среду.

О взаимосвязи гормонов и мышечной массы можно прочесть в моей книге «Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека»

Состав эндокринной системы

Эндокринная система состоит из специализированных эндокринных желёз, или желёз внутренней секреции. Основными эндокринными железами являются: гипоталамус, гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, тимус, поджелудочная железа, надпочечники, гонады (яички, яичники) (рис.1).

Рис. 1

Типы гормонов

Эндокринные железы выделяют в кровь биологически активные вещества – гормоны. По химической структуре гормоны делятся на три типа: стероидные, белково-пептидные и производные аминокислот.

Функционирование гормонов в организме человека

Гормоны в небольших количествах поступают в кровь и после переноса кровью оказывают регулирующее влияние на метаболизм и физиологические функции органов-мишеней. В клетках органов-мишеней, имеются особые белки, которые называются рецепторами гормонов. Эти белки находятся или внутри клеток органа-мишени (если химическая природа гормона стероид) или встраиваются во внешнюю мембрану клеток органа-мишени (если химическая природа гормона белок или производные аминокислот). Рецепторы гормонов способны связываться только с определенными гормонами, поэтому органы-мишени избирательно извлекают из протекающей крови только те гормоны, которые необходимы данному органу для регуляции в нем обмена веществ.

Факторы, влияющие на результат действия гормона

На результат действия гормона влияют: концентрация гормона в крови; свободное или связанное с транспортным белком состояние гормона; состояние ткани-мишени; количество активных рецепторов.

Распространенные патологии

Эндокринные заболевания представляют значительную угрозу для здоровья, а в некоторых случаях и жизни пациента. Это связано с тем, что нарушение функций желез приводит к развитию сбоя, при котором нагрузке подвергается весь организм. Существуют различные заболевания органов эндокринной системы. Они могут быть вызваны широким спектром патогенных факторов, а также возникать на фоне сопутствующих патологических процессов.

К возможным причинам относятся:

• Дефицит йода
• Врожденные дефекты и аномалии развития
• Хронические интоксикации
• Черепно-мозговые травмы
• Онкологические поражения
• Атрофия вследствие нарушения кровоснабжения
• Гормональная резистентность

К наиболее распространенным заболеваниям относятся следующие:

• Акромегалия. Характеризуется избыточной секрецией соматотропного гормона. Возникает преимущественно на фоне опухолевых процессах в гипофизе, вследствие травм, перенесенных инфекционных поражений. Отличается медленным течением и нестремительным развитием симптомов.
• Синдром Конна. Характеризуется гиперальдостеронизмом – патологическим явлением, при котором надпочечниками вырабатывается избыточный альдостерон. Из-за этого у пациентов возникает стойкая тахикардия, гипертензия. Вызывается, как правило, опухолями. Болеют в основном женщины старше 30 лет.
• Синдром Иценко-Кушинга. Патологический процесс, на фоне которого усиливается синтез вещества, регулирующего активность надпочечников. Вследствие этого увеличивается уровень глюкокортикоидов. Появляется на фоне инфекционного заражения мозга или травм.
• Гипотиреоз. Характеризуется низкой секреторной активностью щитовидки, вследствие чего падает уровень гормонов крови. Основная причина – воспаление органа, возникающее из-за дефицита йода, хирургических операций, инфекций.
• Диабет. Нарушение усвояемости глюкозы, вызванное дефицитом инсулина. При этом уровень сахара значительно возрастает, из-за чего нагрузке подвергаются кровеносные сосуды, сердечно-сосудистые, выделительные, пищеварительные органы.
• Тиреотоксикоз. Комплекс патологических проявлений, характеризующихся повышением активности щитовидной железы. Провоцируется, преимущественно, опухолевыми заболеваниями, диффузным зобом, нарушениями иммунитета, травмами.
• Эндокринное бесплодие. Патология репродуктивной системы, возникающая вследствие дисфункции половых желез. У женщин заболевание характеризуется менструальными сбоями, отсутствием овуляции или их нерегулярностью. У мужчин на фоне патологии наблюдается значительное снижение количества жизнеспособных сперматозоидов, вследствие чего возможность успешного зачатия ребенка практически исключается.
• Поликистоз яичников. Представляет собой доброкачественное новообразование, локализующееся на наружной или внешней поверхности женских половых желез. Приводит к дисфункции органов, вследствие чего возникает большое количество сопутствующих нарушений. К ним относятся аменорея, гирсутизм, ожирение, бесплодие.
• Узловой зоб. Поражение щитовидки, при котором в тканях органа образуются многочисленные твердые новообразования. Может вызываться токсическим воздействием, йододефицитом, онкологическими поражениями.

Эпифиз

Это еще один орган внутренней секреции, прикрепленный к головному мозгу, как и гипофиз. По-другому он именуется шишковидным телом, пинеальной железой. Ответственен за производство:

• адреногломерулотропина;
• нейромедиаторов.

Помимо этого, отвечает за выработку мелатонина и серотонина. Это гормоны принимают активное участие, когда мы бодрствуем и спим. Благодаря мелатонину замедляется процесс старения. Серотонин между тем отличается успокаивающим эффектом, что положительно сказывается на работе нервной системы.

Какие особенности характерны для железы внутренней секреции? Ко всему прочему данный орган посредством упомянутых гормонов способствует улучшению регенерации тканей. При необходимости с их помощью подавляется репродуктивная функция. И также они могут остановить развитие злокачественных новообразований.

Значение эндокринной системы

Эндокринные железы вырабатывают гормоны. Это белки, содержащие различные аминокислоты. Если в рационе имеется достаточно этих питательных элементов, будет производиться необходимое количество гормонов. При их недостатке организм вырабатывает недостаточно веществ, регулирующих работу организма.

Тонизирующие напитки негативно влияют на состояние желез внутренней секреции.

Гипофиз и гипоталамус:

• Эти эндокринные железы руководят работой всех органов, синтезирующих биологически активные вещества.
• Тиреотропный гормон гипофиза регулирует синтез биологически активных веществ щитовидной железы.
• Если этот орган активен, уровень гормона щитовидки в организме понижен.
• Когда щитовидная железа работает плохо, уровень ТТГ повышен.

Щитовидная железа:

• Она использует тирозин — заменимую аминокислоту. На основе этого вещества и йода щитовидка вырабатывает гормоны: тироксин, кальцитонин, трийодтиронин.
• Ее главная функция — энергетический обмен. Она стимулирует синтез, выработку энергии, ее усвоение клетками.
• Если функция щитовидной железы повышена, то ее гормонов в организме будет слишком много.
• Если щитовидка работает в пониженном режиме, развивается гипотиреоз, гормонов в организме становится недостаточно.
• Щитовидная железа отвечает за метаболизм — правильный энергообмен в организме. Поэтому все процессы, которые происходят в щитовидке, сказываются на обменных процессах.

Гипоталамус

5. Гипоталамус является базальной частью промежуточного мозга.  Промежуточный мозг является частью переднего мозга.  

6. Эндокринная система связана с нервной посредством гипоталамуса.. 

7. Клетки гипоталамуса называются нейросекреторными клетками.  Эти клетки образуют ядра, которые производят гормоны.

8. Эти клетки выделяют два типа гормонов. Первый тип — стимулирует гормональную секрецию гипофиза, а второй тип — подавляет гормональную секрецию гипофиза.

9. Гипофиз соединяется с гипоталамусом через гипоталамо-гипофизарный портальный кровеносный сосуд. 

10. Функциями гипоталамуса являются поддержание кровяного давления, гомеостаза, температуры тела, жидкостного и электролитного баланса организма.

ПРОФИЛАКТИКА ЭНДОКРИННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Заболевание эндокринной системы, возможно, предотвратить при соблюдении профилактических мер. Профилактика эндокринных заболеваний включает в себя:

• соблюдение правильного питания – употребление каш, фруктов и овощей. Прием пищи должен проходить часто и в маленьких количествах. Стоит отказать от приема жирной и жареной пищи. Положительное влияние будет оказывать исключение продуктов с повышенным содержанием сахара;
• активный образ жизни – выполнение легких физических упражнений. Стоит избегать повышенной утомляемости;
• избавление от вредных привычек – отказ от алкоголя и курения;
• избегать вредных факторов окружающей среды – долгое воздействие солнечных лучей на организм оказывает пагубное влияние;
• посещение врача эндокринолога – сдача анализов для определения гормонального фона;
• предотвращение стрессовых ситуаций – зачастую стрессовое состояние дает серьезные гормональные сбои;
• применение фитотерапии – употребление отваров и настоек из лекарственных трав и растений. Будет полезным употребления настоек и отваров из: шалфея, гусиной лапчатки, душицы;
• соблюдение полноценного сна.

Медикаментозные препараты для профилактики заболеваний эндокринной системы должны содержать в своем составе йод, витамины и полезные микроэлементы.

Профилактика заболеваний эндокринной системы должна осуществляться независимо от наследственной предрасположенности, так, как нарушения в образовании гормонов могут проявиться у любого человека. Ранее выявление нарушений эндокринной системы поможет избежать долгого лечения и предостережет от развития опасных заболеваний.

Регуляция секреции гормонов

В организме для нормального функционирования должен быть баланс между потребностью и образованием гормонов. Это достигается путем активации или подавления синтеза в зависимости от их концентрации в крови. Гипофизарно-гипоталамическая область головного мозга является своеобразным дирижером для эндокринной системы.

На примере гормона щитовидной железы – тироксина это происходит таким образом:

• гипоталамус анализирует состав крови и устанавливает, что тиреоидных гормонов меньше, чем нужно;
• гипоталамические ядра вырабатывают тиролиберин и направляют его через воронку в гипофиз;
• клетками аденогипофиз синтезируется тиреотропный гормон;
• при поступлении тиреотропина фолликулы щитовидной железы активно образуют тироксин для восстановления гормонального равновесия.

Такая схема действует и в отношении других гормонов.

Установлено, что не только конечные гормоны (в данном примере тироксин) могут действовать на гипоталамус, но и кора головного мозга, а также степень активности гипофиза. Поэтому нарушение работы эндокринной системы представляет собой сложный процесс взаимосвязанных реакций. Для того, чтобы правильно в него вмешаться (при лечении), нужно точно знать уровень «поломки».

Эпифиз (шишковидное тело)

Развитие. У зародыша человека эпифиз закладывается на 5-6-й неделе внутриутробного периода в виде выпячива­ния промежу­точного мозга.

Строение. Снаружи эпифиз окружен тонкой соедини­тельнотканной капсулой, от которой внутрь железы отходят разветвляющиеся перегородки, образующие ее строму и раз­деляющие паренхиму на дольки. В паренхиме органа разли­чаются клетки двух типов:

А) секретообразующие пинеалоциты располагаются в центральной части долек. Это относительно крупные клетки с отходящими от их тела длинными отростками, которые бу­лавовидно расширяясь, направляются к капиллярам и кон­тактируют с ними. Среди пинеалоцитов различают:

• светлые пинеалоциты, характеризующиеся светлой гомо­генной цито­плазмой;
• темные пинеалоциты, меньшего размера с ацидофиль­ными (а иногда базофильными) включениями в цито­плазме.

Обе названные формы не являются самостоятельными разновидностями, а представляют собой клетки, находя­щиеся в различных функциональных состояниях, или  под­вергающиеся возрастным изменениям.

Б) глиальные клетки преобладают на периферии долек. Их цитоплазма скудна, ядра уплотнены, а отростки направ­ляются к междольковым соединительнотканным перегород­кам, образуя своего рода краевую кайму дольки.

Функции эпифиза:

1) участвует в регуляции процессов, протекающих в ор­ганизме ритмически, циклически (например овариально-менструального цикла) или закономерно изменяющихся на про­тяжении суток (смена дня и ночи);

2) замедляет развитие половой системы;

3) вырабатывает серотонин, который пре­вращается в мелатонин. Этот нейроамин, по-видимому, ос­лабляет или угнетает секрецию гонадолиберина гипоталамусом и гонадо­тропинов передней доли гипофиза;

4) продуцируeт ряд белковых гормонов и в их числе:

• антигонадотропин, ослабляющий секрецию лютропина передней доли гипофиза.
• гормон, повышающий уровень калия в крови;

5) секретирует около 40 регуляторных пептидов (ти­роли6ерин, люлиберин и др.)

Иннервация. Симпатические нервные волокна.

Щитовидная железа

Щитовидная железа лежит по обеим сторонам трахеи и состоит из 2 долей и перешейка. Разделение органа перегородками неполное, поэтому железа псевдодольчатая. Внутри находится белок тиреоглобулин, иодирование которого приводит к образованию гормонов.

Гормоны этого органа делятся на:

• йодсодержащие (трийодтиронин, Т3, и тироксин (тетрайодтиронин, Т4));
• неиодированные (кальцитонин (тиреокальцитонин)).

Биосинтез тиреоидных гормонов

Йодированные гормоны интенсифицируют синтез белка, распад жиров и углеводов, поглощение кислорода, энергетические процессы, работу нервной системы, сердечный выброс и сокращения, повышают чувствительность клеток к катехоламинам, энергозатратный транспорт веществ, электролитный обмен, возбудимость, физическое и интеллектуальное развитие.

Тирокальцитонин сберегает кальций и фосфор.

Диффузная эндокринная система

Основные статьи: Диффузная нейроэндокринная система, Гастроэнтеропанкреатическая эндокринная система

В диффузной эндокринной системе эндокринные клетки не сконцентрированы, а рассеяны.

Некоторые эндокринные функции выполняют печень (секреция соматомедина, инсулиноподобных факторов роста и др.), почки (секреция эритропоэтина, медуллинов и др.), желудок (секреция гастрина), кишечник (секреция вазоактивного интестинального пептида и др.), селезёнка (секреция спленинов) и др. Эндокринные клетки содержатся во всём организме человека.

Выделено и описано более 30 гормонов, которые секретируются в кровяное русло клетками или скоплениями клеток, расположенными в тканях желудочно-кишечного тракта. Эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта синтезируют гастрин, гастринсвязывающий пептид, секретин, холецистокинин, соматостатин, вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), вещество P, мотилин, галанин, пептиды гена глюкагона (глицентин, оксинтомодулин, глюкагоноподобный пептид 1 и 2), нейротензин, нейромедин N, пептид YY, панкреатический полипептид, нейропептид Y, хромогранины (хромогранин A и относящиеся к нему пептид GAWK и секретогранин II).

Лабораторные методы

Основной способ диагностики заключается в исследовании образцов крови. Анализы выполняются разными способами. Помимо общего исследования, который направлен на изучение основных показателей крови, также назначают биохимический и гормональный анализ.

При помощи таких процедур определяют:

• Содержание глюкозы

• Уровень кальция
• Количество мочевины
• Концентрацию определенных гормонов
• Вязкость крови
• Содержание жирных кислот

Вспомогательным методом диагностики эндокринных патологий является анализ мочи. Он предусматривает исследование образца для выявления определенных продуктов метаболизма. Наиболее эффективен при патологиях надпочечников, а также при сахарном диабете.

В диагностических целях применяются различные методы исследования образцов крови, а также общий анализ мочи.

Поджелудочная железа

Это — большая железа, расположенная в брюшной полости нижней задней частью ближе к животу. Поджелудочная железа считается гетерокринной железой, так как она содержит как эндокринные, так и экзокринные ткани. Эндокринные клетки поджелудочной железы составляют лишь около 1% от массы поджелудочной и встречаются в небольших группах по всей поджелудочной железе, называемых островками Лангерганса. В пределах этих островков существует 2 типа клеток — альфа и бета — клетки. Альфа — клетки производят глюкагон, который отвечает за увеличение уровня глюкозы. Глюкагон стимулирует мышечные сокращения клеток печени, чтобы расщепить полисахарид гликоген и выпустить глюкозу в кровь. Бета — клетки производят инсулин, который отвечает за снижение глюкозы в крови после еды. Инсулин вызывает всасывание глюкозы из крови в клетки, где она добавляется к молекулам гликогена для хранения.

Каковы функции органов и клеток эндокринной системы?

Ответ на этот вопрос – в таблице ниже:

1. Здесь описана «зона ответственности» основных желёз внутренней секреции, то есть органов гландулярной ЭС.
2. Органы диффузной эндокринной системы выполняют собственные функции, а попутно эндокринные клетки в них заняты выработкой гормонов. К таким органам относятся печень, желудок, селезёнка, кишечник и почки. Во всех этих органах образуются различные гормоны, которые регулируют деятельность самих «хозяев» и помогают им взаимодействовать с организмом человека в целом.

Сейчас известно, что наши железы и отдельные клетки вырабатывают около тридцати видов различных гормонов. Все они выделяются в кровь в разных количествах и с различной периодичностью. По сути, только благодаря гормонам мы живём.

Какова суточная норма витаминов у человека? Почему при диабете вопрос о витаминах стоит более остро?

Специфика строения

Система объединяет большое количество органов, сходных по своим функциям. В большинстве случаев, рассматривая какие органы относят к эндокринной системе, учитываются только внутрисекреторные железы. При этом другие органы, выполняющие такую функцию, не рассматривают. Такое представление является ошибочным, так как синтез биологически активных веществ происходит не только в железах, но и органах других системах.

В таблице вы можете увидеть, что объединяет эндокринный механизм.

Таким образом, эндокринная система состоит из органов, задача которых в большинстве случаев не ограничивается синтезом активных веществ.

Эндокринные заболевания

Дополнительные сведения: Сахарный диабет, Несахарный диабет, Тиреотоксикоз, Гипотиреоз, Акромегалия, Болезнь Кушинга, Болезнь Аддисона, и Гипогонадизм

Эндокринные заболевания — это класс заболеваний, которые возникают в результате расстройства одной или нескольких эндокринных желёз. В основе эндокринных заболеваний лежат гиперфункция, гипофункция или дисфункция желёз внутренней секреции.

Апудомы

Апудо́мы — опухоли, исходящие из клеточных элементов, расположенных в различных органах и тканях (преимущественно островковые (инкреторные) клетки поджелудочной железы, клетки других отделов ЖКТ, С-клетки щитовидной железы), продуцирующих полипептидные гормоны. В настоящее время описаны следующие виды апудом:

• ВИПома;
• Гастринома;
• Глюкагонома;
• Карциноид;
• Нейротензинома;
• ППома;
• Соматостатинома

Синдром Випома

ВИПо́ма (синдром Вернера-Моррисона, панкреатическая холера, синдром водной диареи-гипокалиемии-ахлоргидрии) — характеризуется наличием водной диареи и гипокалиемии в результате гиперплазии островковых клеток или опухоли, часто злокачественной, исходящей из островковых клеток поджелудочной железы (чаще тела и хвоста), которые секретируют вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП). В редких случаях ВИПома может приходиться на ганглионейробластомы, которые локализуются в ретроперитонеальном пространстве, лёгких, печени, тонкой кишке и надпочечниках, встречаются в детском возрасте и, как правило, доброкачественные. Размер панкреатических ВИПом 1…6 см. В 60 % случаев злокачественных новообразований на момент диагностики имеются метастазы. Заболеваемость ВИПомой очень мала (1 случай в год на 10 млн человек) или 2 % от всех эндокринных опухолей желудочно-кишечного тракта. В половине случаев опухоль злокачественная. Прогноз чаще неблагоприятный.

Гастринома

При гиперплазии G-клеток образуется гастрино́ма — доброкачественная или злокачественная опухоль, локализующаяся в поджелудочной железе, двенадцатиперстной или тощей кишке, или даже в перипанкреатических лимфатических узлах, в воротах селезёнки или стенке желудка. Эта опухоль вырабатывает большее количество гастрина, возникает гипергастринимия, которая, через механизм стимуляции париетальных клеток, является причиной чрезмерной продукции соляной кислоты и пепсина. В нормальной ситуации G-клетки под воздействием соляной кислоты тормозят выработку гастрина, но на G-клетки гастрино́м фактор кислотности не влияет. В результате развиваются множественные пептические язвы желудка, двенадцатиперстной или тощей кишки. Секреция гастрина гастриномами особенно резко усиливается после приёма пищи.

Клиническое проявление гипергастринимии — синдром Золлингера — Эллисона (1-го типа).

Глюкагонома

Глюкагоно́ма — опухоль, чаще злокачественная, исходящая из альфа-клеток панкреатических островков. Характеризуется мигрирующим эрозивным дерматозом, ангулярным апапахейлитом, стоматитом, глосситом, гипергликемией, нормохромной анемией. Растёт медленно, метастазирует в печень. Встречается 1 случай на 20 млн в возрасте от 48 до 70 лет, чаще у женщин.

Карциноид — злокачественная опухоль, обычно возникающая в желудочно-кишечном тракте, которая вырабатывает несколько веществ, обладающих гормоноподобным действием

ППома

ППо́ма — опухоль поджелудочной железы, секретирующая панкреатический полипептид (ПП). Клинические проявления практически отсутствуют. Чаще диагностируется после метастазирования в печень. Лечение: оперативное, химиотерапия и симптоматическое. Прогноз зависит от срока начала лечения.

Соматостатинома

Сома́тостатино́ма — злокачественная медленно растущая опухоль, характеризуется повышением уровня соматостатина. Это редкое заболевание, встречается у лиц старше 45 лет — 1 случай на 40 млн.

Различают:

• соматостатиному из дельта-клеток поджелудочной железы и
• апудому, секретирующую соматостатин — опухоль двенадцатиперстной кишки.

Диагноз на основании клиники и повышения уровня соматостатина в крови. Лечение оперативное, химиотерапия и симптоматическое. Прогноз зависит от своевременности лечения.

Паращитовидные железы

В паращитовидных железах 4 небольшие массы железистой ткани, обнаруженные на задней стороне щитовидной железы. Паращитовидные железы производят эндокринный гормон — паратгормон (ПТГ), который участвует в гомеостазе ионов кальция. РТН высвобождается из паращитовидных желез, когда уровень ионов кальция ниже заданной точки. ПТГ стимулирует остеокласты, чтобы расщепить кальций, содержащий матрицу костной ткани, чтобы освободить свободные ионы кальция в кровь. ПТГ также стимулирует почки возвращать отфильтрованные ионы кальция из крови обратно в кровоток таким образом, чтобы они сохранялись.