Урок Получить доступ за 75 баллов Эндокринная система человека

В этом уроке вы познакомитесь со сложной системой управления нашим организмом.

Слаженная работа всего человеческого организма обеспечивается двумя механизмами регуляции:

• нервной, которая осуществляется посредством нервной системы
• гуморальной, с помощью эндокринной системы

Гуморальная регуляция является наиболее древней и происходит через жидкости организма с помощью биологически активных веществ, прежде всего гормонов.

Нервная и гуморальная регуляции работают в тесной взаимосвязи, образуя единую нейроэндокринную систему.

Гормональной регуляции принадлежит ведущая роль в процессах жизнедеятельности:

• развитии и роста
• обмена веществ
• функции размножения и пр.

В выработке гормонов участвуют также другие органы нашего организма, не относящиеся к эндокринной системе: печень и почки, желудок и кишечник, и даже кожа, где синтезируется меланин, придающий окраску коже, глазам и волосам.

У самых первых организмов, бактерий, наблюдаются зачатки гуморальной регуляции, то есть можно заметить выделение веществ клеткой бактерии в ответ на меняющиеся условия окружающей среды.

Эндокринная система появилась из нейросекреторных нейронов, которые можно встретить уже у кишечнополостных (гидры, медузы), они есть у более развитых беспозвоночных и всех позвоночных животных.

Ранее секрецию веществ, в том числе и медиаторов, выполняли нервные клетки, которые в процессе эволюции обособились в отдельные - эндокринные.

У некоторых видов плоских червей нейросекреторные клетки регулируют водно-солевой баланс, а эпителиальные клетки способны выделять половые гормоны.

Впервые эндокринные железы появляются у кольчатых червей.

У ракообразных на переднем конце тела имеются У- органы, которые активируют процесс линьки.

Эти железы находятся под контролем Х- органов, которые тесно взаимосвязаны с головными нервными узлами.

Также в глазах ракообразных есть синусовые железы, регулирующие метаморфоз.

У насекомых на переднем конце тела находятся эндокринные железы, управляющие метаморфозом и регулирующие энергетический обмен.

Эти железы регулируются железой внутренней секреции в голове, которая находится под контролем головного нервного узла.

У позвоночных, кроме шести отдельных желез внутренней секреции, гормоны вырабатываются в некоторых органах наряду с другими функциями - это половые железы, поджелудочная железа, клетки сердца и пищеварительного тракта.

Позвоночные под кожей головы или в глубине мозга имеют эпифиз, который функционирует в качестве воспринимающего свет органа или как железа внутренней секреции, активность которой зависит от освещенности.

У некоторых животных обе эти функции бывают совмещены.

У позвоночных животных щитовидная железа в филогенезе развивается из эпителия глотки. Первоначально эта железа закладывалась как железа внешней секреции.

У рыб она имеет вид единого тяжа и возникает между первой и второй жаберными щелями, а у других позвоночных между вторым и третьим жаберными карманами.

В ходе филогенеза у позвоночных щитовидная железа изменяет свое месторасположение, и, начиная с амфибий, в ней появляются отдельные дольки и перешеек.

Тимус у рыб вырастает из эпителиальных выступов жаберных карманов, которые позже отделяются и образуют две узкие полоски лимфоидной ткани с просветом внутри.

У амфибий и рептилий тимус берет начало из второй и третьей пар жаберных карманов, у млекопитающих из второй пары жаберных карманов.

Гипофиз у наземных позвоночных состоит из трех долей: передней, средней (промежуточной) и задней.

А у рыб только из передней и средней.

Гипофиз срастается с нижней поверхностью промежуточного мозга, а в процессе онтогенеза развивается из разных источников: передняя и средняя доли из эпителия ротовой полости, а задняя доля из отдела промежуточного мозга.

Функция гипофиза у рыб реализуется в выработке гонадотропных гормонов.

У амфибий появляется задняя доля гипофиза в связи с переходом к наземному образу жизни и необходимостью регулировать водный обмен.

В задней доле гипофиза амфибий располагаются аксоны нейронов гипоталамуса, которые накапливают антидиуретический гормон.

Средняя доля у амфибий вырабатывает гормон, стимулирующий синтез меланина.

У наземных позвоночных передняя доля, кроме гонадотропина, выделяет и другие тропные гормоны, а также гормон роста.

Надпочечники у хордовых образуются из эпителия брюшины и располагаются над верхним полюсом почек.

У амфибий между надпочечниками есть пространственная связь, а у высших позвоночных закладки надпочечников сливаются, образуя парный орган, состоящий из наружного коркового и внутренне­го, мозгового вещества.

Половые гормоны у животных вырабатываются в половых органах: семенниках (у самцов) и яичниках (у самок).

Половые железы, или гонады- семенники (яички) и яичники относятся к числу желез со смешанной секрецией.

Внешняя секреция связана с образованием мужских и женских половых клеток: сперматозоидов и яйцеклеток.

Внутрисекреторная функция заключается в секреции мужских и женских половых гормонов и их выделении в кровь.

Половые гормоны способствуют развитию половых органов в онтогенезе и появлению вторичных половых признаков при половом созревании, а также определяют поведение организмов.

Эндокринная система осуществляет гуморальную или химическую регуляцию работы организма и координирует деятельность всех органов и систем.

Совместно с нервной и иммунной системами она регулирует:

• рост человека (соматотропин, тироксин, трийодтиронин, тимозин)
• развитие организма (тироксин, трийодтиронин)
• первичные и вторичные половые признаки, репродуктивную функцию (эстрадиол, эстрогены, тестостерон, прогестерон, пролактин)
• обмен веществ и энергии (тироксин, паратгормон, инсулин, альдостерон, кальцитонин, глюкагон)
• поддержание гомеостаза (альдостерон, инсулин, паратгормон, тироксин, кальцитонин)
• деятельность всех органов и систем (альдостерон, адреналин, тиреотропные гормоны, гонадотропные гормоны, адренокортикотропный гормон, вазопрессин, серотонин, соматостатин, меланостатин, соматостатин, соматолиберин, кортиколиберин, мелатонин, эндорфин)

В совокупности с нервной системой гормоны принимают участие в регуляции:

• эмоций (эндорфин, дофамин, окситоцин, тестостерон, кортиколиберин)
• психической деятельности человека (серотонин, тестостерон, адреналин, норадреналин)

Таблица. Гормоны пищеварительного тракта

Гормоны-это биологически активные вещества, которые синтезируются в организме в специальных клетках и необходимы для работоспособности всех органов и систем.

Все гормоны обладают характерными особенностями:

• высокой биологической активностью, то есть оказывают эффект даже в очень малых концентрациях
• действуют на расстоянии, переносятся кровью ко всем органам и тканям
• их специфичность реализуется при воздействии на строго определенные клетки и ни на какие другие

Гормоны контролируют основные процессы жизнедеятельности организма на всех этапах онтогенеза, в том числе в период эмбрионального развития.

Они влияют на все виды обмена веществ, активность генов, рост и развитие тканей и органов, формирование пола и размножение, помогают адаптироваться к меняющимся условиям среды и поддерживать гомеостаз, регулируют поведение, пищеварение, дыхание и многие другие процессы.

Совокупность воздействия всех гормонов называют гормональной  (гуморальной) регуляцией.

По месту образования гормоны соответствуют железам, в которых они синтезируются:

• щитовидная железа (тироксин, кальцитонин, трийодтиронин)
• паращитовидные железы (паратгормон или паратиреокрин )
• поджелудочная железа (инсулин, глюкагон)
• тимус (тимулин, тимопоэтин, тимозин)
• гипофиз (эндорфин, тиреотропин, кортикотропин, гонадотропные гормоны, соматотропин (гормон роста), пролактин)

Гипофиз играет роль резервуара для гормонов из гипоталамуса: вазопрессин (антидиуретический гормон), окситоцин

• гипоталамус (рилизинг- факторы: либерины (соматолиберин, кортиколиберин, фоллиберин) и статины (меланостатин))
• эпифиз (серотонин, мелатонин)
• надпочечники (альдостерон, кортизол, эстрадиол, тестостерон, катехоламины: адреналин, дофамин, норадреналин)
• яичники (эстрогены, прогестерон)
• яички (тестостерон)

Функции гормонов в нашем организме могут сильно различаться:

Гормоны служат химическими посредниками, передающими информацию в определенный орган или ткань организма, к клеткам- мишеням.

Сигналы из внешней среды принимают рецепторы нервной системы, которые передают информацию в центральную нервную систему, а затем в гипоталамус.

Гипоталамус посредством первичных активных веществ, рилизинг-факторов, передает информацию в главную железу эндокринной системы - гипофиз.

Интересно заметить, что их подача осуществляется непосредственно к гипофизу с помощью отдельной системы сосудов, не затрагивая остальные органы.

Рилизинг-факторы влияют на синтез и выделение тропных гормонов гипофиза, которые попадают в кровь и целенаправленно оказывают влияние на конкретную железу внутренней секреции.

В свою очередь, эндокринная железа высвобождает в кровь необходимый гормон.

После этот гормон транспортируется кровью к органам и тканям (клеткам- мишеням) и вызывает реакцию в организме.

Каждому конкретному гормону соответствуют специфические рецепторы, находящиеся в конкретных органах и тканях, и только при взаимодействии гормона с ними образуется гормон-рецепторный комплекс и достигается нужный эффект.

Расположение рецепторов в клетке зависит от химической природы гормона:

Гормоны липидной природы (стероиды) жирорастворимые и легко проникают через клеточную мембрану, а затем начинают взаимодействовать с рецепторами в цитоплазме или ядре.

Они слабо растворимы в воде и транспортируются по организму, связываясь с белками- носителями в плазме крови.

После соединения с рецепторами клетки-мишени гормон-рецепторный комплекс взаимодействует с хроматином в клеточном ядре, ускоряя или замедляя работу генов, таким образом регулируя работу клеток.

Белковые (пептидные гормоны) хорошо растворимы в воде и транспортируются без белков носителей.

При воздействии этих гормонов обязательно присутствуют посредники, например, цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) или ионы кальция.

Присоединяясь к рецепторам на мембране, гормон активизирует проникновение ионов кальция и цАМФ в клетку, которые изменяют активность клеточных ферментов.

Если в межклеточном пространстве недостаточно ионов кальция, действие многих гормонов ослабляется, а увеличение концентрации кальция влечет за собой эффекты подобные воздействию гормонов.

Ионы кальция помогают работать таким гормонам, как вазопрессин, адреналин и норадреналин.

Выполнив свою задачу, стероиды расщепляются в клетках-мишенях или крови, гормоны белковой природы транспортируются в печень, где разрушаются и удаляются из организма с мочой.

Гормоны получают двумя способами: химическим синтезом или выделяют из органов животных, в том числе коров и свиней.

Белковые гормоны получают из желез скота с последующей очисткой.

Некоторых пептидные гормоны, например, инсулин и соматотропин, производят методом генной инженерии.

В этом случае ученые выделяют ген нужного гормона и встраивают его в геном бактерий, которые начинают синтезировать гормон в промышленных масштабах.

Стероидные гормоны получают методом синтеза из растений.

Многие заболевания человека лечат гормональными препаратами, это называется гормонотерапия.

Гормоны используются при лечении эндокринных заболеваний, связанных с гипосинтезом или отсутствием гормонов. Например, при диабете снижена выработка собственного инсулина и для поддержания нормального уровня глюкозы больным вводят гормон инсулин.

Гормоны применяют для усиления или подавления функций.

Например, тиреотропин стимулирует щитовидную железу, а кортикостероиды подавляют синтез адренокортикотропина.

Гормоны активно применяют в акушерстве и гинекологии: хорионический гонадотропин используют для лечения бесплодия, окситоцин усиливает родовую деятельность, пролактин стимулирует выработку молока грудными железами.

Стероидные половые гормоны применяются как противозачаточные средства, а также при лечении некоторых форм рака.

Например, при обнаружении гормонально-зависимой опухоли блокируют действие некоторых гормонов.

Женские половые гормоны вводят мужчинам при раке мужских половых органов, например, предстательной железы, а мужские половые гормоны - женщинам, при раке молочной железы.

Важная роль принадлежит гормонам в лечении неэндокринных заболеваний:

Гормоны коры надпочечников - глюкокортикоиды помогают при воспалительных процессах, аллергических заболеваниях, нефрите, ревматоидном артрите.

Мужские половые гормоны ускоряют развитие мышечной мускулатуры, обновление тканей и клеток.

В самых крайних случаях назначают гормональную терапию детям, поскольку их эндокринные железы еще не сформированы и последствия для растущего организма могут быть непредсказуемы.