ЛЕКЦІЯ № 9 14 страница

Перед проникненням до клітини відбувається дисоціація гормон-білкового комплексу. Тиреоїдні гормони легко розчиняються у бішарі ліпідів мембран. Проте на плазматичній мембрані виявлені також і ділян­ки зв'язування гормонів (рецептори). Одним із ефектів такого зв'язування є стимуляція трансмембранного транспорту амінокислот. Усередині клітини тиреоїдні гормони впливають на мітохондрії і ядро, на мембранах яких також є гормональні рецептори. Вплив на мітохондрії призводить до підвищення активності окислювально-відновних процесів і посилення енергоутворення. На рівні ядра тиреоїдні гормони підсилюють тран­скрипцію та індукцію синтезу специфічних для даної клітини білків.

Сумарний комплекс впливів тиреоїдних гормонів на рівні клітини зво­диться до: 1) швидкого транспорту амінокислот через клітинну мембрану; 2) підвищення активності №"-К⁺-АТФ-ази; 3) зміни активності низки

ферментів цитозоля (ферментів ліпогенезу) і мітохондрій; 4) підвищення чутливості клітини до інших гормонів (катехоламінів, інсуліну, глюкокор-тикоїдів, гормонів росту). На рівні організму це виявляється у посиленні обміну вуглеводів, жирів, а за їх недостачі - і білків. У такому разі зростає споживання кисню і виділення СО2, підвищується основний обмін.

Збільшення утворення гормонів (тиреотоксикоз) нерідко супровод­жується збільшенням щитоподібної залози (зоб). Зоб може спричинити і компенсаторне розростання залози на тлі нестачі гормону, що найчастіше є наслідком нестачі в організмі йоду - одного з найбільш необхідних для побудови молекули гормонів. У такому разі тканина залози розростається у зв'язку зі впливом ТТГ, утворення якого стимулюється недостатньою кількістю тироксину в крові.

Нестача гормонів у дорослих зумовлює мікседему - зниження інтен­сивності обмінних процесів, слизовий набряк тощо. Недостатнє утворен­ня гормонів щитоподібної залози особливо небезпечне в дитячому віці, то­му що вони не тільки беруть участь у регуляції росту, але і є необхідним компонентом розвитку ЦНС. Одним з механізмів, що визначають цей вплив, є те, що йодовмісні гормони накопичуються у структурах ретику­лярної формації, де шляхом підвищення її тонусу впливають на кору вели­кого мозку.

Гормон тирокальцитонін (кальцитонін) синтезується С-клітинами щи­топодібної залози і бере участь у регуляції обміну кальцію в організмі. У разі підвищення концентрації кальцію у крові секреція кальцитоніну зрос­тає, унаслідок чого в кістках також підвищується вміст кальцію. Тобто цей гормон сприяє мінералізації кісток, знижує рівень кальцію у крові, що за­безпечує його накопичення в організмі, і є антагоністом паратгормону прищитоподібних залоз.

Основним стимулятором секреції кальцитоніну є високий рівень кальцію у крові. Іншим фізіологічним стимулом для секреції кальци­тоніну є вживання їжі і пов'язане з цим підвищення вмісту в крові гор­монів травного тракту, що стимулюють С-клітини. У результаті підвище­ного виділення кальцитоніну після вживання їжі кальцій швидко відкладається у кістках. Одночасно кальцитонін гальмує процес травлен­ня, сповільнюючи евакуювання химусу із шлунка і секрецію шлункового та підшлункового соків. Завдяки цьому всмоктування кальцію відбуваєть­ся більш рівномірно і після вживання їжі не виникає різкого збільшення його концентрації у крові. Вміст кальцитоніну в крові зростає у період по­силення процесів регенерації після перелому кістки, під час вагітності та в матерів, які годують груддю.

 

9.2.4. Прищитоподібні залози

Дві пари невеликих залоз (верхні й нижні) розташовуються на задній поверхні часток щитоподібної залози, вкраплюючись у їх полюси, однак кількість їх може коливатися від 2 до 8 (у більшості випадків). Загальна їх

маса складає 0,1-0,35 г. Прищитоподібні залози покриті сполучнотканин­ною капсулою, від якої всередину залози відходять прошарки. Тканина за­лози містить два типи клітин - паратиреоцитів - головні та оксифільні (ацидофільних). Очевидно, це одні і ті ж самі клітини на різних етапах розвитку.

Прищитоподібна залоза добре васкуляризована, має розміри близько 3,0x6,0x2,0 мм. Головними клітинами (мають помітний апарат Гольджі, ендоплазматичну сітку та секреторні гранули) продукується білковий паратгормон (ПТГ), який, будучи антагоністом кальцитоніну щито­подібної залози, знижує вміст кальцію і фосфору в організмі. Низька кон­центрація кальцію у плазмі крові сприяє його секреції, а висока - розпа­ду більшої частини синтезованого гормону. За низької концентрації кальцію синтез гормону зростає переважно за рахунок стимуляції проліферації клітин прищитоподібних залоз. Тому за будь-якої хронічної стимуляції залоз розвивається їх гіпертрофія. Стимуляція секреції ПТГ відбувається і під впливом катехоламінів (навіть в умовах зниженого рівня кальцію).

Механізми зниження рівня кальцію у крові реалізуються так. Основ­ний вплив ПТГ полягає у стимуляції реабсорбції кальцію у канальцах нир­ки і, отже, виведенню його із сечею з організму. Одночасно гормон знижує виведення нирками Р0₄*. Крім того, під його впливом гальмується усмок­тування кальцію у кишках. Гормон діє також на кістки, спричиняючи по­силення функцій остеокластів, які здійснюють демінералізацію кісткової тканини і виділення кальцію у кров.

Після видалення прищитоподібних залоз рівень кальцію у крові зни­жується, а фосфатів - підвищується, що впливає на збудливість нервової і м'язової систем. У результаті виникають напади судом скелетних м'язів (тетанії), що може призвести до смерті від зупинки дихання.

 

9.2.5. Підшлункова залоза

Підшлункова залоза належить до змішаних залоз. У ній водночас із ут­воренням травного соку секретуються гормони, що надходять у кров. Ен­докринна частина залози представлена групами панкреатичних острівців Лангерганса діаметром 100-300 мкм, що сформовані яйцеподібними клітинними скупченнями, багатими на капіляри і розкиданими по тілу підшлункової залози. Вони становлять близько 2% об'єму залози, тоді як ендокринна частина - 80%, решта припадає на протоки та кровоносні су­дини. Загальна кількість острівців коливається у межах 1-2 млн. Кожен з них має добре кровопостачання, кров із них надходить до ворітної вени печінки. Клітини в острівцях розділяють на типи за їхніми морфологічни­ми властивостями. У людини розрізняють чотири різні типи клітин: А, В, В та Р. Клітини А, В і О називають а, р і Д. Клітини А (а) секретують глю­кагон (10-30%), В (р) - інсулін (60-80%), В (Д) - соматостатин (близько 10%) і Р - панкреатичний поліпептид.

Клітини типу В розташовані у центрі кожного острівця, оточені кліти­нами А, О і Р. Острівці на тілі, хвості, передній і верхній частині головки підшлункової залози людини мають багато А-клітин і лише кілька Р-клітин у зовнішній частині, тоді як у задній - порівняно багато Р-клітин і мало типу А.

 

Гормони підшлункової залози

 

На острівцях підшлункової залози утворюються три основні гормони: інсулін, глюкагон і соматостатин. Усі вони є білками.

Інсулін - поліпептид, що складається із двох пептидних ланцюгів, спо­лучених дисульфідними містками. Синтезований спочатку у вигляді проінсуліну, гормон, проходячи через апарат Гольджі, накопичується у гранулах уже у вигляді активного інсуліну. Ці процеси проходять за участі цАМФ. Основним стимулятором синтезу проінсуліну є глюкоза, меншою мірою - маноза і лейцин. На утворення інсуліну впливають і гормони -СТГ, глюкагон, адреналін. Але, наприклад, глюкагон стимулює синтез інсуліну лише за наявності глюкози, тобто, в даному випадку він є агоністом глюкози. Утворення гормону зростає за умови споживання їжі з високим вмістом вуглеводів, у разі ожиріння, вагітності, а також в умовах хронічного надлишку гормону росту. Утворення гормону гальмується на тлі підвищення у крові рівня адреналіну, низького вмісту в їжі вуглеводів і високого - жирів, під час голодування.

Безпосереднім стимулятором секреції готового гормону служать іони кальцію. Тому процеси, що призводять до збільшення усередині В (р)-клітин цього іона, забезпечують зростання концентрації гормону в крові. Найбільш могутніми стимуляторами синтезу є сама глюкоза або її мета­боліти.

Надходження інсуліну в кров призводить до зниження у ній рівня глю­кози. Механізм дії інсуліну визначається його взаємодією з рецепторами клітинних мембран. Щільність рецепторів, як і їхня спорідненість з гормо­ном, непостійні. Так, чутливість до інсуліну підвищується під час голоду­ванні, а в разі збільшення концентрації гормону в крові, навпаки, прогре­сивно знижується.

Фізіологічні ефекти інсуліну далекосяжні і складні. їх можна розділи­ти на швидкі, проміжні і повільні.

Головним ефектом гормону є збільшення трансмембранного транспор­ту глюкози, що забезпечує засвоєння її клітинами і, відповідно, зниження концентрації глюкози в крові. Особливо це характерно для клітин печінки і скелетних м'язів. У печінці інсулін забезпечує посилення синтезу гліко­гену з глюкози, а у високій концентрації може навіть інгібувати ензими, що розщеплюють глікоген, і цим самим блокувати його використання. Вплив на печінку яскраво виявляється після вживання їжі, завдяки чому глюкоза з крові швидко надходить у депо. У разі надлишку глікогену в

клітинах печінки під впливом інсуліну з глюкози синтезується жир. У ске­летних м'язах глюкоза, що надійшла, може використовуватися для синте­зу глікогену (якщо м'яз не скорочується) чи для утворення АТФ під час виконання фізичної роботи.

За недостатнього вироблення інсуліну розвивається цукровий діабет. У такому разі тканини не можуть повною мірою споживати глюкозу з крові, оскільки порушується її транспорт у клітини, що призводить до нагромад­ження глюкози в крові (гіперглікемії) і появі цукру в сечі. Оскільки глю­коза є основною енергетичною речовиною організму, у клітинах відбу­вається інтенсивне окиснювання жирів і нагромадження продуктів їх розпаду - ацетону, ацетооцтової і р-гідроксимасляної кислот (кетонових тіл). Ці речовини, накопичуючись у крові, токсично діють на ЦНС, зумов­люючи розвиток важкого стану - діабетичної коми.

Інсулін виявляє також і стимулювальний вплив на ріст. Цей мітоген-ний вплив гормону, ймовірно, зумовлений його участю у синтезі печінко­вого соматомедину. Можливо, це зумовлено участю інсуліну в білковому обміні: під впливом гормону активується трансмембранний транспорт ба­гатьох, хоча і не всіх, амінокислот, також інсулін підвищує швидкість транскрипції ДНК у ядрі клітин.

Інсулін впливає також на обмін жирів. Надлишок глюкози, що надійшла до печінки під впливом інсуліну, перетворюється не в глікоген, а в жир, а жирні кислоти, що утворюються, транспортуються кров'ю у жиро­ву тканину. Аналогічний вплив інсуліну на утворення жирів і в клітинах жирової тканини.

Таким чином, хоча інсулін і є одним з основних регуляторів вуглевод­ного обміну, він бере участь у регуляції обміну й інших органічних сполук. Тому в разі його нестачі (діабеті) настають значні патологічні зміни в ор­ганізмі.

Глюкагон. Пептид, як і інсулін, утворюється шляхом протеолізу із про-гормону. Кристали активного гормону утворюють А(а)-клітини підшлун­кових острівців та верхнього відділу травного тракту. Секреція глюкагону пригнічується унаслідок підвищення усередині клітини концентрації віль­ного кальцію, що відбувається, наприклад, під впливом глюкози.

Глюкагон є одним із основних фізіологічних антагоністів інсуліну, що особливо виявляється на тлі дефіциту останнього. Глюкагон впливає передусім на печінку, де стимулює розщеплення глікогену (глікогеноліз), забезпечуючи таким чином швидке зростання концентрації глюкози в крові. Біологічні ефекти гормону зумовлені взаємодією з відповідним ре­цептором і наступною стимуляцією утворення цАМФ. Під впливом гор­мону також стимулюється розщеплення білків, ліпідів, а синтез білків і жирів пригнічується.

Соматостатин. Синтезований у О (Д)-клітинах острівців поліпептид соматостатин має короткий період напіврозпаду (близько 5 хв). Звичайно стимулятори секреції інсуліну підвищують утворення і соматостатину,

який переважно інгібує секрецію інсуліну, глюкагону, а також гормону росту.

Таким чином, між окремими клітинами острівців Лангерганса є тісний взаємозв'язок: інсулін інгібує секреторну активність А (а)-клітин, глюка­гон - стимулює секрецію В (р)- і В (Д)-клітин, а соматостатин інгібує ак­тивність А (а-) і В (р)- клітин.

 

9.2.6. Тимус (загруднинна залоза)

Тимус розташований за ручкою і верхньою частиною тіла груднини. Складається з двох витягнутих у довжину асиметричних часток (правої і лівої), зрощених одна із одною у їх середній частині. Паренхіма залози ут­ворена темнішою, розташованою по периферії кірковою речовиною і світлішою - мозковою. Строма представлена мережею ретикулярних клітин і ретикулярних волокон, а також епітеліальними клітинами зірчас­тої форми - епітеліоретикулоцитами, що з'єднуються між собою відрост­ками. У петлях цієї мережі знаходяться лімфоцити загруднинної залози (тимоцити), а також невелика кількість плазматичних клітин, макрофагів і лейкоцитів. У мозковій речовині клітини розташовані менш щільно, ніж у кірковій. Характерним для мозкової речовини є наявність у ній особли­вих концентричних нашарувань тілець тимуса - тілець Гасаля, що утво­рені сильно сплющеними епітеліальними клітинами, які розташовані кон­центрично. Тимус досягає максимальних розмірів до періоду статевого дозрівання (у середньому 37,5 г). Після 16 років маса тимуса поступово зменшується (у 50-60 років вона складає в середньому 13-14 г), але залоза повністю не зникає навіть у старечому віці.

 

Гормони загруднинної залози

 

Тимус синтезує і секретує кілька гормонів: тимозин, гомеостатичний тимусний гормон, тимопоетин І, тимопоетин II і тимусний гуморальний фактор. їх секреція регулюється гіпоталамо-гіпофізарною адреналовою системою.

У тимусі виробляються тимозин, тимулін, тимопоетини та інші регуля­торні пептиди, які забезпечують проліферацію та дозрівання Т-лімфо-цитів у центральних і периферійних органах імуногенезу, а також низку інших біологічно активних речовин: інсуліноподібний фактор (зменшує рівень цукру в крові), фактор росту (забезпечує ріст тіла).

Гормони тимуса, зокрема тимозин, відіграють значну роль у розвитку захисних імунологічних реакцій організму. Вони стимулюють утворення антитіл, що забезпечують реакції на чужорідний білок. Тимопоетини сти­мулюють лейкопоез. Відомо, що недиференційовані стовбурові клітини кісткового мозку з кров'ю надходять до тимусу, там розмножуються і ди­ференціюються у Т-залежні лімфоцити, які відповідають за розвиток клітинного імунітету.

Можлива участь тимуса (у разі його гіпертрофії) у виникненні і розвит­ку деяких захворювань системи крові, зокрема лейкозу й анемії, а також у порушенні нервово-м'язової провідності й розвитку міастенії (м'язова слабкість, швидка втомлюваність).

 

9.2.7. Епіфіз

Епіфіз (шишкоподібна залоза) розвивається з даху третього шлуночка під заднім кінцем мозолистого тіла і прикріплений повідцями до обох та­ламусів. Округлої форми, маса не перевищує 0,2 г, покритий сполучнотка­нинною капсулою, від якої усередину залози відходять перегородки, що розділяють її на часточки. Часточки епіфіза складаються із клітин двох типів: залозистих нейросекреторних (пінеалоцитів), що розташовуються у центрі часточки, і гліальних, що знаходяться переважно на периферії.

Однією із найбільш характерних особливостей епіфіза є його здатність трансформувати нервові імпульси, що надходять від сітківки ока, в інкре­торний процес. В епіфізі утворюються кілька біологічно активних сполук, найбільш важливі з яких дві: серотонін і його похідне мелатонін (обидві утворюються із амінокислоти триптофану). Мелатонін і серотонін через кровоносну систему і церебральну рідину надходять у гіпоталамус, де змінюють утворення рилізинг-гормонів залежно від освітлення. Крім того, мелатонін здійснює і прямий гальмувальний вплив на гіпофіз: під його дією гальмується секреція гонадотропінів, гормонів росту, тиреотропного гормону, АКТГ.

Регулювання активності епіфіза світлом відбувається так. Основним стимулятором секреції мелатоніну є нейротрансмітер адренергічних ней­ронів норадреналін (через р-адренергічні рецептори пінеалоцитів). Світловий сигнал передається не тільки через шляхи зорової сенсорної системи, але й через прегангліонарні волокна до верхнього шийного сим­патичного вузла, частина відростків якого закінчується на клітинах епіфіза. Світло інгібує викид норадреналіну симпатичними нервами, які контактують із пінеалоцитами епіфіза. Саме так світло гальмує утворен­ня мелатоніну\ внаслідок чого збільшується секреція серотоніну. Навпаки, в темряві утворення норадреналіну, а значить і мелатоніну зростає. Тому з 23-ї до 7-ї години синтезується приблизно 70% добової кількості мела­тоніну. Секреція мелатоніну посилюється і в разі стресу.

Гальмівний вплив мелатоніну на продукцію статевих гормонів прояв­ляється у тому, що у хлопчиків на початку статевого дозрівання різко па­дає його рівень у крові. Можливо, у зв'язку з тим, що сумарна добова освітленість у південних регіонах вища, статеве дозрівання тут настає у більш ранньому віці.

Але епіфіз продовжує впливати на рівень статевих гормонів і в дорос­лих. Так, у жінок найбільший рівень мелатоніну спостерігається у період менструації, а найменший - під час овуляції. У разі ослаблення мела-тонінсинтезувальної функції епіфіза спостерігається підвищення потенції.

Епіфіз вважають своєрідним "біологічним годинником". Багато в чому саме його впливом зумовлюються циркадні і сезонні ритми активності го­надотропних гормонів, гормонів росту, кортикотропного тощо.

 

9.2.8. Гонади (статеві залози)

Чоловіча статева залоза - яєчко - парна, лежить у калитці (мошонці), має два кінці (верхній і нижній), два краї (передній і задній). До заднього краю прилягає придаток яєчка (над'яєчко). Яєчко покрите щільною спо­лучнотканинною оболонкою, від якої досередини органа радіально відхо­дять перегородки, які поділяють його на 100-300 часточок. У кожній час­точці розташовані по 1-2 покручених сім'яних канальці довжиною 50-80 см, вистелених сперматогенним епітелієм, у стінках яких із первинних зародкових клітин формуються сперматозоїди (здійснюється сперматоге­нез). Між клітинами сперматогенного епітелію знаходяться підтриму-вальні клітини Сертолі (первинні зародкові клітини). Придаток яєчка яв­ляє собою систему канальців, що заповнені зрілими сперматозоїдами, які надходять у над'яєчну протоку, що переходить у сім'явиносну протоку. Між сім'яними канальцями розташовуються скупчення інтерстиціальних ендокриноцитів (клітин Лейдига), що продукують і виділяють у кров тес­тостерон.

Жіноча статева залоза - яєчник - парний орган, що подібно до яєчка в чо­ловіків виконує дві функції: зовнішньосекреторну (утворення яйцеклітин) і внутрішньосекреторну (вироблення гормонів). У яєчнику розрізняють два кінці: верхній (трубний), повернений до маткової труби, і нижній (матко­вий), з'єднаний із маткою за допомогою власної зв'язки яєчника. Яєчник покритий одношаровим кубічним (зародковим) епітелієм, під яким лежить сполучнотканинна оболонка. Досередини від неї розташована кіркова речо­вина, що складається зі сполучної тканини, в якій знаходяться численні фолікули: первинні (ті, що ростуть і дозрівають) та атретичні (ті, що підда­ються зворотному розвитку), а також жовті тіла. Первинні фолікули, що містять яйцеклітину, ростуть. У них інтенсивно розвиваються клітини фолікулярного епітелію, які виробляють жіночі статеві гормони. Після дозрівання фолікула яйцеклітина виходить у черевну порожнину (ову­ляція), а на його місці утворюється жовте тіло. Мозкова речовина яєчника утворена сполучною тканиною, у якій проходять судини і нерви.

 

Статеві гормони

 

За характером свого впливу статеві гормони належать до метаболічних гормонів досить широкого спектру дії, які впливають на клітини різних органів та систем, а деякі з них (особливо в період статевого дозрівання) проявляють і морфогенетичну дію. Для більшості з них можна виділити органи-мішені або тканини-мішені. Це органи, що відповідають за продов­ження виду.

За своєю будовою статеві гормони належать до двох класів сполук -стероїдів і пептидів. Більшість гормонів - стероїди, які здатні проникати всередину клітини і впливати на процеси транскрипції та трансляції. У яєчниках і яєчках утворюються однотипні гормони. У зв'язку із подібною будовою і метаболізмом стероїдні гормони одного типу можуть перетво­рюватися в інший. Цей процес відбувається не тільки у статевих залозах, але й у печінці, жировій і нервовій тканинах. Назва "чоловічі" і "жіночі" оз­начає лише те, що в особи відповідної статі одних гормонів виробляється більше, інших менше, ніж в осіб іншої статі. Свій же вплив вони проявля­ють в осіб обох статей.

Андрогени - стероїдні статеві гормони. Впливають на розвиток як пер­винних статевих ознак (активація статевих залоз, передміхурової залози, ріст калитки тощо - маскулінізивна дія), так і вторинних статевих ознак (ріст, маса, оволосіння тіла тощо). Виділяються постійно, проте мають до­бові і сезонні коливання.

Найбільш активним андрогеном є тестостерон, що утворюється у клітинах Лейдига із середньою швидкістю 7 мг/добу. Характерною озна­кою яєчок є наявність у них гематотестикулярного бар 'еру (його утворю­ють тісні зв'язки між клітинами Сертолі, що прилягають до базальної мембрани). Функціональне призначення його таке ж, як і гематоенце-фалічного бар'єру - запобігати надходженню багатьох великих молекул з інтерстиціальної тканини до порожнини канальця, що могло б істотно по­рушити функцію цієї залози. Синтез тестостерону клітинами Лейдига сти­мулюється за допомогою гіпофізарного ЛГ через систему цАМФ.

У клітинах Сертолі утворюється невелика кількість 5-а-дигідро-тестостерону. Стимулятором цих клітин є ФСГ гіпофіза. Під його впли­вом з андрогенів у результаті ароматизації можуть синтезуватися й естро­гени. Естрогени, які утворюються у яєчках, служать переважно для інгібування продукції андрогенів. Однак основна кількість естрогенів, що циркулюють у крові чоловіків, утворюється не в яєчках. Вони синтезують­ся з андрогенів в інших тканинах і найбільш активно - у жировій та нер­вовій.

Ще одним продуктом секреції яєчок є простагландини. Вони вплива­ють на рух непосмугованом'язових клітин стінок статевих органів як чо­ловіків, так і жінок. Крім того, простагландини стимулюють синтез та виділення ФСГ і ЛГ.

Естрогени - жіночі статеві гормони. Як і андрогени, вони впливають на розвиток первинних і вторинних статевих ознак. Основним естрогеном, що секретує яєчник, є естрадіол. Він перебуває у рівновазі з іншим похідним - естроном, який у печінці і плаценті перетворюється в естріол. Жовте тіло продукує прогестерон, основна дія якого - збереження вагітності, що проявляється у дії гормону на матку (розростання ендо-метрію, ріст кровоносних судин, зниження збудливості міометрію тощо), грудні залози (розвиток альвеол залози, виділення молока).

Метаболічне руйнування естрогенів і прогестерону відбувається у печінці, після чого метаболіти виводяться з організму через нирки. Водно­час із естрогенами в яєчниках (як і в надниркових залозах) утворюється деяка кількість андрогенів, які забезпечують анаболічний ефект, що яскра­во проявляється під час синтезу м'язових білків. В організмі здорової до­рослої жінки тестостерон секретується у кров переважно з надниркових залоз (близько 1,2 мг/добу), тоді як з яєчників надходить близько 0,2-0,4 мг/добу.

Стимулятором утворення естрогенів є ЛГ гіпофіза. Розвиток фолікулів з одночасним дозріванням у них яйцеклітини й утворенням прогестерону відбувається під впливом ФСГ.

 

ЛЕКЦІЯ № 9