Эндокринная система состоит:
• из эндокринных желез – органов, вырабатывающих гормоны (щитовидная железа, надпочечники, эпифиз, гипофиз и др.);
• гормонопродуцирующих частей органов, совмещающих как эндокринные, так и другие функции (гипоталамус, поджелудочная железа, тимус и др.);
• одиночных клеток, расположенных в различных органах (клеток диффузной эндокринной системы).
Некоторые эндокринные функции выполняют также печень, почки, желудок, кишечник, селезенка. Эндокринные клетки содержатся практически во всех тканях организма. Они вырабатывают соки (секрет желез), содержащие специфические для каждого эндокринного органа гормоны, и выделяют их непосредственно в кровоток. В этом заключается отличие желез внутренней секреции, или эндокринных (от греч. «эндос» – внутрь и «крино» – выделяю), от желез экзокринных, которые выделяют свой секрет в протоки, выходящие на наружную поверхность тела (слюнные железы, потовые, железы желудка, легких).
Тесная взаимосвязь работы нервной и эндокринной систем объясняется наличием в организме нейросекреторных клеток. Нейросекреция (от лат. secretio – отделение) – свойство некоторых нервных клеток вырабатывать и выделять особые активные продукты – нейрогормоны. Распространяясь (подобно гормонам эндокринных желез) по организму с током крови, нейрогормоны способны оказывать влияние на деятельность различных органов и систем. Они регулируют функции эндокринных желез, которые, в свою очередь, выбрасывают гормоны в кровь и осуществляют регуляцию активности других органов.
Нейросекреторные клетки, как и обычные нервные клетки, воспринимают сигналы, поступающие к ним от других отделов нервной системы, но далее передают полученную информацию уже гуморальным путем (не по аксонам, а по сосудам) – посредством нейрогормонов. Таким образом, совмещая свойства нервных и эндокринных клеток, нейросекреторные клетки объединяют нервные и эндокринные регуляторные механизмы в единую нейроэндокринную систему. Этим обеспечивается, в частности, способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. Объединение нервных эндокринных механизмов регуляции осуществляется на уровне гипоталамуса и гипофиза.
Как уже было сказано выше, эндокринные железы, или железы внутренней секреции, не имеют выводных протоков: продукты их секреции попадают непосредственно в кровь, лимфу или в соседние клетки. Поэтому все эндокринные железы имеют богатое кровоснабжение.
Гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции, осуществляют химическую регуляцию деятельности всего организма и оказывают выраженный эффект в минимальных количествах. Регуляция количества гормонов в организме и их воздействие на различные системы и органы происходят очень быстро – недаром гормональные препараты являются одними из самых сильнодействующих средств, которыми располагает современная медицина. Поэтому ни в коем случае нельзя принимать гормональные препараты без назначения врача. Оптимальный баланс этих веществ в организме необычайно важен.
Основные железы эндокринной системы – это гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, надпочечники, эпифиз и половые железы (у мужчин – яички, у женщин – яичники).
Центральное звено эндокринной системы составляют гипоталамус, эпифиз и гипофиз. Главным центром, регулирующим производство гормонов эндокринными железами и выброс их в кровь, является гипоталамус, расположенный в головном мозге. Он получает информацию из центральной нервной системы и переключает ее на гипофиз.
Гипофиз регулирует секрецию всех зависимых от него эндокринных органов, представляющих собой периферическое звено эндокринной системы (щитовидная железа, кора надпочечников, яички и яичники). К периферическому звену эндокринной системы относятся также паращитовидные железы, некоторые клетки островков поджелудочной железы, гормонопродуцирующие клетки других органов.
В свою очередь, гормоны эндокринных желез оказывают обратное действие на гипоталамо-гипофизарную систему. Многое во взаимодействии этих систем остается еще не изученным, и исследователи интенсивно занимаются этими вопросами.
Гипоталамус объединяет нервную и эндокринную системы в нейросекреторную и является высшим центром регуляции вегетативных функций. Иначе говоря, этот небольшой отдел головного мозга весом всего около 5 г и есть тот самый дирижер, благодаря которому все системы нашего организма функционируют, как слаженный оркестр.
От поверхности тела и внутренних органов в гипоталамус поступают сигналы о состоянии организма. В медиальной области гипоталамуса существуют особые нейроны, воспринимающие информацию о важнейших параметрах крови и спинномозговой жидкости – температуре, водно-электролитном составе плазмы, содержании гормонов в крови. Посредством нервных механизмов медиальная область гипоталамуса управляет деятельностью гипофиза. Таким образом, эта область служит промежуточным звеном между нервной и эндокринной системами.
Гипоталамус выделяет вещества, обладающие гормональной активностью (так называемые рилизинг-гормоны, от англ. release – выделять). Они имеют сравнительно простое химическое строение и оказывают влияние на гипофиз, заставляя его выделять различные более сложные гормоны. При избыточном выделении активирующих гипофиз гормонов может наблюдаться усиление функции щитовидной железы, половых желез. Это дало возможность применять рилизинг-гормоны в клинической практике и использовать их в диагностике некоторых эндокринных заболеваний. Наряду с гормонами, активирующими гипофиз, в гипоталамусе выделяются биологически активные вещества, подавляющие выработку гормонов гипофизом (ингибиторы).
Регуляция деятельности нашего организма со стороны гипоталамуса определяет все самые сложные вегетативные и поведенческие реакции: терморегуляцию, пищевые рефлексы, половое поведение и т. д.
Влияние гипоталамуса на половые функции связано с регуляцией им деятельности половых желез и участием в организации нервных механизмов, необходимых для осуществления полового поведения. Регуляция половой функции осуществляется посредством синтеза и выделения гонадотропин-релизинг-гормонов (ГС-РГ). В отличие от мужского организма, в женском выделение гонадотропинов происходит не только в тоническом (постоянном), но и в циклическом (периодическом) режиме.
При наличии патологии гипоталамической области наблюдаются сбои в работе половой системы (например, нарушения менструального цикла). В детском возрасте патология гипоталамуса может проявляться в изменении сроков полового созревания.
Во время внутриутробного развития плода гипоталамус будущего ребенка влияет на формирование его пола. В период полового созревания по сигналу, поступающему из гипоталамуса через гипофиз, половые железы начинают интенсивно вырабатывать соответствующие мужские или женские половые гормоны, под влиянием которых у подростка появляются вторичные половые признаки и эротические переживания.
В гипоталамусе происходит выработка таких важнейших гормонов, как окситоцин и вазопрессин. При нарушении продукции вазопрессина клетками гипоталамуса развивается тяжелое заболевание – несахарный гипоталамический диабет.
Пищевое поведение также связано с гипоталамусом. При электрическом раздражении соответствующей зоны животное с искусственно вызванным пищевым поведением начинает есть, даже если оно не голодно, и при этом пережевывает несъедобные предметы. При поражениях латеральных областей гипоталамуса имеет место афагия (отказ от пищи). Разрушение медиальных областей гипоталамуса, напротив, сопровождается гиперфагией (чрезмерным потреблением пищи).
Однако области гипоталамуса, раздражение которых приводит к различным поведенческим реакциям, широко перекрываются. Это означает, что нельзя рассматривать данные процессы вне их взаимодействия (на что могло бы натолкнуть существование таких терминов, как «центр голода» и «центр насыщения»). На сегодняшний день нейронная организация гипоталамуса, благодаря которой это небольшое образование способно управлять множеством жизненно важных поведенческих реакций и нейрогуморальных регуляторных процессов, остается загадкой и объектом дальнейших научных исследований.
Гипофиз представляет собой округлое образование, расположенное на нижней поверхности головного мозга. Этот орган, относящийся к центральному звену эндокринной системы, состоит из двух крупных, различных по происхождению и структуре долей: передней – аденогипофиза (составляет 70–80 % всей массы железы) и задней – нейрогипофиза. Промежуточная (средняя) доля гипофиза хорошо развита у многих животных, а у человека она представляет собой тонкую прослойку клеток между передней и задней долями. Эти клетки синтезируют свои специфические гормоны.
Передняя доля является самой активной. Она выделяет различные гормоны: адренокортикотропный, стимулирующий деятельность коры надпочечников; тиреотропный, оказывающий влияние на работу щитовидной железы; гонадотропные гормоны, влияющие на половые железы; пролактин, стимулирующий функцию молочной железы, и др.
Гонадотропные гормоны гипофиза стимулируют деятельность яичников. Выделено три таких гормона: фолликулостимулирующий (ФСГ), способствующий развитию фолликулов яичника; лютеинизирующий (ЛГ), вызывающий лютеинизацию фолликулов; лютеотропный (ЛТГ), поддерживающий функцию желтого тела во время менструального цикла и оказывающий лактотропное действие.
Задняя доля значительно меньше. Она не содержит железистой ткани и очень напоминает по своему строению нервную ткань (отсюда и название – «нейрогипофиз»). Задняя доля гипофиза не выделяет гормонов, она является своеобразным их хранилищем. Здесь накапливаются вазопрессин и окситоцин, которые образуются в ядрах гипоталамуса и оттуда проникают в заднюю долю гипофиза.
Вместе с гипоталамусом гипофиз образует гипоталамо-гипофизарную систему, контролирующую деятельность периферических эндокринных желез. Размеры гипофиза достаточно индивидуальны, в среднем у взрослого человека они варьируют от 0,5 до 0,7 г.
От деятельности гипофиза зависят: процессы роста; синтез белков; развитие и функции молочных желез. Он стимулирует рост фолликулов яичников, выработку йодсодержащих гормонов, а также осуществляет регуляцию жирового обмена. Нарушения секреции гормонов гипофиза вызывают в организме различные расстройства, характер которых зависит от степени и вида поражения гипофиза и связанного с этим избытка или недостатка выделения гормонов.
Недостаточность функции гипофиза у взрослых может быть связана с воспалительными процессами в нем, иногда с опухолевым поражением гипофиза, а у женщин – с кровопотерями в период родов. Она проявляется слабостью, снижением веса, понижением артериального давления, анемией, а также эндокринными расстройствами (отсутствие менструаций, уменьшение полового влечения и др.). Профилактика этого состояния у женщин во многом связана с предупреждением кровотечения во время родов.
Этот орган изучен недостаточно, но в настоящее время его относят к эндокринной системе. Согласно последним биологическим исследованиям, эпифиз, или шишковидное тело, является частью фотонейроэндокринной системы. Свет оказывает блокирующее влияние на его активность, а темнота – стимулирующее.
Эпифиз здорового взрослого человека имеет массу немногим более 100 мг. Это небольшое образование вырабатывает гормоны мелатонин и серотонин. Деятельность эпифиза имеет четко выраженный суточный ритм: ночью синтезируется мелатонин, днем – серотонин. Предполагается, что циклическое действие этих гормонов позволяет организму ориентироваться и приспосабливаться к смене дня и ночи.
Полностью функциональная значимость эпифиза еще не определена. Возможно, его деятельность влияет на все гипоталамо-гипофизарные гормоны, а также на иммунную систему. К известным функциям эпифиза относят торможение полового развития и сексуального поведения, а также роста опухолей. Наиболее активно выработка мелатонина происходит у детей; по достижении половой зрелости она снижается.
Согласно опытам, препарат, представляющий собой экстракт мелатонина, увеличивает среднюю продолжительность жизни животных на 20–25 %. Неудивительно, что многие исследователи проявляют большой интерес к этому потенциальному «эликсиру молодости» для человека.
Это самая крупная железа внутренней секреции. У здорового взрослого человека ее масса составляет 20–30 г (с возрастом уменьшается). Железа получила свое название от щитовидного хряща и ничем не напоминает щит. Это непарный орган, расположенный на шее и состоящий из двух долей, соединенных узким перешейком.
Щитовидная железа вырабатывает гормоны, участвующие в регуляции обмена веществ и процессов роста, – тироксин, трийодтиронин, тиреокальцитонин. Они повышают интенсивность обмена веществ, уровень потребления кислорода органами и тканями. Биологическое действие тиреокальцитонина заключается в обеспечении правильного обмена кальция.
Регуляция функций железы осуществляется гипоталамусом. В свою очередь, гормоны щитовидной железы оказывают воздействие на функциональное состояние передней доли гипофиза. Выработка гормонов зависит от различных факторов: деятельности других желез внутренней секреции (передней доли гипофиза, надпочечников, гонад) и поступления йода с пищей. На производство гормонов влияет также температура окружающей среды, различные эмоциональные и физические раздражители.
Гормоны щитовидной железы оказывают разностороннее действие на организм. Они необходимы для развития мозга и нервной системы у детей; регулируют созревание тканей и органов, определяя их функциональную активность, рост и обмен веществ.