Нейроэндокринная регуляция

Нейроэндокринная  регуляция

1. Общая характеристика гуморальной регуляции. Принципы регуляции. Биологическая роль  эндокринной регуляции

Регуляция функций-  направленное изменение интенсивности работы органов, тканей, клеток для достижения результат оглано потребностям организма в различных условиях жизнедеятельности.

Существуют следующие  типы регуляции функций: нервная, гуморальная, миогенная (умеренное растяжение мышц может увеличивать силу сокращения).

Различают регуляцию  по отклонению и по опережению.

Саморегуляция - организм самостоятельно, с помощью своих механизмов изменят интенсивность функционирования органов и систем согласно потребностям.

Нервная регуляция  осуществляет быструю и направленную регуляцию сигнала, который в  виде нервного импульса поступает к  объекту регуляции.  Особенности: быстрая передача сигнала,  без  затухания, происходит рефлекторно,  эволюционно более поздний способ регуляции, моментальный  локальный  ответ, обладает  кратковременным  эффектом.

Гуморальная регуляция - один из эволюционно ранних механизмов регуляции процессов жизнедеятельности  в организме, осуществляемый через  жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевая жидкость) с помощью гормонов, выделяемых клетками, органами, тканями. У высокоразвитых животных и человека гуморальная регуляция подчинена  нервной регуляции и составляет совместно с ней единую систему  нейрогуморальной регуляции. Продукты обмена веществ действуют не только непосредственно на эффекторные органы, но и на окончания чувствительных нервов (хеморецепторы) и нервные центры, вызывая гуморальным или рефлекторным путём те или иные реакции. Так, если в результате усиленной физической работы в крови увеличивается содержание CO2, то это вызывает возбуждение дыхательного центра, что ведёт к усилению дыхания и выведению из организма излишков CO2. Гуморальная передача нервных импульсов химическими веществами, т. н. медиаторами, осуществляется в центральной и периферической нервной системе.

Роль эндокринной  системы.

• Регуляция всех видов обмена веществ и поддержания гомеостаза.

• Обеспечение физиологической адаптации организма. Гормоны приспосабливают организм к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды.

• Обеспечение полноценного физического, умственного и полового развития ( в условиях гипофункции щитовидной железы у детей возникает кретинизм - физическое, умственное и половое недоразвитие).

2. Общий обзор желез внутренней секреции. Регуляция деятельности желез.

Железы внутренней секреции - специализированные органы, не имеющие выводных протоков и выделяющие секрет в кровь, церебральную жидкость, лимфу через межклеточные щели.

Эндокринные железы отличаются сложной морфологической  структурой с хорошим кровоснабжением, расположены в различных частях организма. Особенностью сосудов, питающих железы, является их высокая проницаемость, что способствует легкому проникновению  гормонов в межклеточные щели, и наоборот. Железы богаты рецепторами, иннервируются вегетативной нервной системой.

Различают две  группы эндокринных желез:

1) осуществляющие  внешнюю и внутреннюю секрецию  со смешанной функцией, (т. е.  это половые железы, поджелудочная  железа);

2) осуществляющие только внутреннюю секрецию.

3. Понятие о гормонах, их виды и свойства. Механизм действия гормонов.

Гормоны - химические соединения, обладающие высокой биологической  активностью и в малых количествах  значительным физиологическим эффектом.

Гормоны транспортируются кровью к органам и тканям, при  этом лишь небольшая их часть циркулирует  в свободном активном виде. Основная часть находится в крови в  связанной форме в виде обратимых  комплексов с белками плазмы крови  и форменными элементами. Эти две  формы находятся в равновесии друг с другом, причем равновесие в  состоянии покоя значительно сдвинуто в сторону обратимых комплексов. Их концентрация составляет 80 %, а иногда и более от суммарной концентрации данного гормона в крови. Образование комплекса гормонов с белками - спонтанный, неферментативный, обратимый процесс. Компоненты комплекса связаны между собой нековалентными, слабыми связями.

Гормоны, не связанные  с транспортными белками крови, имеют прямой доступ к клеткам  и тканям. Параллельно протекают  два процесса: реализация гормонального  эффекта и метаболическое расщепление  гормонов. Метаболическая инактивация важна в поддержании гормонального гомеостаза. Гормональный катаболизм - механизм регуляции активности гормона в организме.

По химической природе гормоны разделены на три группы:

1) стероиды;

2) полипептиды  и белки с наличием углеводного  компонента и без него;

3) аминокислоты  и их производные

Для всех гормонов характерен относительно небольшой  период полужизни - около 30 мин. Гормоны должны постоянно синтезироваться и секретироваться, действовать быстро и с большой скоростью инактивироваться. Только в этом случае они могут эффективно работать в качестве регуляторов.

Физиологическая роль желез внутренней секреции связана  с их влиянием на механизмы регуляции  и интеграции, адаптации, поддержания  постоянства внутренней среды организма.

Выделяют три  основных свойства гормонов:

1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, расположены далеко от места его образования);

2) строгую специфичность  действия (ответные реакции на  действие гормона строго специфичны  и не могут быть вызваны  другими биологически активными  агентами);

3) высокую биологическая  активность (гормоны вырабатываются  железами в малых количествах,  эффективны в очень небольших  концентрациях, небольшая часть  гормонов циркулирует в крови  в свободном активном состоянии).

Действие гормона  на функции организма осуществляется двумя основными механизмами: через  нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани.

Гормоны функционируют  как химические посредники, переносящие  информацию или сигнал в определенное место - клетку-мишень, которая имеет  высокоспециализированный белковый рецептор, с которым связывается гормон.

По механизму  воздействия клеток с гормонами  гормоны делятся на два типа.

Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) - гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).

Второй тип - плохо проникают внутрь клетки, действуют  с ее поверхности, требуют присутствия  медиатора, их характерная особенность - быстровозникающие ответы.

В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат  локализован внутри клетки), мембранный (контактный) - на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы - особые участки  мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства, такие как:

1) высокое сродство  к определенному гормону;

2) избирательность;

3) ограниченная  емкость к гормону;

4) специфичность  локализации в ткани.

Эти свойства характеризуют  количественную и качественную избирательную  фиксацию гормонов клеткой.

Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и  освобождения медиаторов внутри клетки.

Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:

1) образование  комплекса «гормон-рецептор» на  поверхности мембраны;

2) активацию  мембранной аденилциклазы;

3) образование  цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;

4) образование  комплекса «цАМФ-рецептор»;

5) активацию  каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;

6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.

Действие гормона  может осуществляться и более  сложным путем при участии  нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы  стенок кровеносных сосудов). Это  начало рефлекторной реакции, которая  изменяет функциональное состояние  нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах  центральной нервной системы.

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

1) метаболическое  воздействие - влияние на обмен  веществ;

2) морфогенетическое  воздействие - стимуляция образования,  дифференциации, роста и метаморфозы;

3) пусковое воздействие  - влияние на деятельность эффекторов;

4) корригирующее  воздействие - изменение интенсивности  деятельности органов или всего  организма.

4. Общие принципы гипоталамического  управления функциями желез внутренней секреции. Гипоталамо- гипофизарная система.

Нейроны гипоталамуса вырабатывают нейросекрет. Продукты нейросекреции, которые способствуют образованию  гормонов передней доли гипофиза, называются либеринами, а тормозящие их образование - статинами. Поступление этих веществ в переднюю долю гипофиза происходит по кровеносным сосудам.

Регуляция образования  гормонов передней доли гипофиза осуществляется по принципу обратной связи. Между тропной функцией передней доли гипофиза и периферическими железами существуют двусторонние отношения: тропные гормоны активируют периферические эндокринные железы, последние в зависимости от их функционального состояния тоже влияют на продукцию тропных гормонов. Двусторонние взаимоотношения имеются между передней долей гипофиза и половыми железами, щитовидной железой и корой надпочечников. Эти взаимоотношения называют «плюс-минус» взаимодействия. Тропные гормоны стимулируют («плюс») функцию периферических желез, а гормоны периферических желез подавляют («минус») продукцию и выделение гормонов передней доли гипофиза. Существует обратная связь между гипоталамусом и тропными гормонами передней доли гипофиза. Повышение концентрации в крови гормона гипофиза приводит к торможению нейросекрета в гипоталамусе.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы  усиливает выработку тропных гормонов, парасимпатический отдел угнетает.

Гипоталамо-гипофизарная система состоит из ножки гипофиза, начинающейся в вентромедиальной области  гипоталамуса, и трёх долей гипофиза: аденогипофиз (передняя доля), нейрогипофиз (задняя доля) и вставочная доля гипофиза. Работа всех трёх долей управляется гипоталамусом с помощью особых нейросекреторных клеток. Эти клетки выделяют специальные гормоны - рилизинг-гормоны. Релизинг-факторы попадают в гипофиз, а точнее в аденогипофиз через воротную вену гипофиза.

Существует два  типа рилизинг-факторов.

-освобождающие  (под их действием клетки аденогипофиза выделяют гормоны)

-останавливающие (под их действием экскреция гормонов аденогипофиза прекращается)

На нейрогипофиз и вставочную долю гипоталамус влияет с помощью специальных нервных волокон, а не нейросекреторных клеток.

Под влиянием того или иного типа воздействия гипоталамуса, доли гипофиза выделяют различные гормоны, управляющие работой почти всей эндокринной системы человека. Исключение составляет поджелудочная железа и  мозговая часть надпочечников. У  них есть своя собственная система  регуляции.

Являясь важнейшим  вегетативным центром, гипоталамус  связан вегетативными волокнами  с гипофизом, эпифизом и серым  веществом в окружности Ш желудочка и водопровода мозга (сильвиева водопровода), вегетативными ядрами продолговатого мозга, ретикулярной формации ствола мозга, клетками боковых рогов спинного мозга. Кроме того, ядра гипоталамуса имеют многочисленные связи между собой, со зрительным бугром, стриопаллидарной системой, обонятельным мозгом, миндалевидным ядром и др.

5. Гипофиз и контролируемые им железы внутренней секреции.

Гипофиз является одной из важнейших эндокринных  желез; в филогенетическом и. функциональном отношении он тесно связан с гипоталамусом. В гипофизе различают переднюю долю (аденогипофиз), заднюю долю (нейрогипофиз), а также промежуточную часть, расположенную в виде каймы в задней части передней доли.

Гипофиз является главной железой внутренней секреции, от деятельности которой зависит  деятельность других желез.  Гипофиз  расположен в черепной коробке(турецком седле)  под головным мозгом, поэтому еще называется нижним мозговым придатком. И по расположению, и по строению, и по происхождению гипофиз тесто связан с нервной системой, которая оказывает не него влияния, усиливая или тормозя выработку его гормонов.  Не смотря на малые размеры и массу всего около полуграмма, удаление гипофиза несовместимо с жизнью организма.

Передняя и  промежуточная  доли состоят из железистой ткани и образуются у эмбриона из кармана Ратке - переднего выпячивания кишечной трубки. Заднюю долю образует вырост нервной ткани, идущий от дна промежуточного мозга. Все эти доли фактически являются отдельными железами, и каждая секретирует свои собственные гормоны.

6. Гормоны гипофиза

Гипофиз занимает особое положение в системе эндокринных  желез. Его называют центральной  железой, так как за счет его тропных гормонов регулируется деятельность других эндокринных желез. Гипофиз - сложный орган, он состоит из аденогипофиза (передней и средней долей) и нейрогипофиза (задней доли). Гормоны передней доли гипофиза: гормон роста и пролактин , и тропные гормоны (тиреотропин, кортикотропин, гонадотропин).

Гормон роста (соматотропин) принимает участие в регуляции роста, усиливая образование белка. Наиболее выражено его влияние на рост эпифизарных хрящей конечностей, рост костей идет в длину. Нарушение соматотропной функции гипофиза приводит к различным изменениям в росте и развитии организма человека: если имеется гиперфункция в детском возрасте, то развивается гигантизм; при гипофункции - карликовость. Гиперфункция у взрослого человека не влияет на рост в целом, но увеличиваются размеры тех частей тела, которые еще способны расти, это кости лица, пальцы рук и ног, увеличиваются в размере язык, нос (акромегалия).

Лактогенный гормон гипофиза (пролактин) стимулирует лактацию - образование молока в молочных железах. Стойкая лактация в сочетании с аменореей (аномальным отсутствием или подавлением менструальных выделений) может возникать при опухоли гипофиза. Это расстройство бывает также связано с нарушениями секреторной активности гипоталамуса, в норме подавляющей высвобождение пролактина. У самок некоторых млекопитающих пролактин влияет и на другие процессы, в частности он может стимулировать секрецию гормона прогестерона желтым телом яичника. Пролактин присутствует в гипофизе особей не только женского, но и мужского пола, причем не только у млекопитающих, но и у низших позвоночных. Относительно его функций в мужском организме и у животных, не относящихся к млекопитающим, известно мало. У некоторых птиц пролактин стимулирует развитие зобного мешка. Поскольку "зобное молоко", вырабатывающееся в этом мешке, служит для вскармливания птенцов, такое действие гормона функционально сходно с его действием у млекопитающих. У рыб пролактин участвует в регуляции осмотического давления крови.

К тропнымм гормонам относят:

1) тиреотропный гормон (тиреотропин). Избирательно действует на щитовидную железу, повышает ее функцию. При сниженной выработке тиреотропина происходит атрофия щитовидной железы, при гиперпродукции - разрастание, наступают гистологические изменения, которые указывают на повышение ее активности;

2) адренокортикотропный  гормон (кортикотропин). Стимулирует  выработку глюкокортикоидов надпочечниками. Кортикотропин вызывает распад и тормозит синтез белка, является антагонистом гормона роста. Он тормозит развитие основного вещества соединительной ткани, уменьшает количество тучных клеток, подавляет фермент гиалуронидазу, снижая проницаемость капилляров. Этим определяется его противовоспалительное действие. Под влиянием кортикотропина уменьшаются размер и масса лимфоидных органов. Секреция кортикотропина подвержена суточным колебаниям: в вечерние часы его содержание выше, чем утром;

3) гонадотропные  гормоны (гонадотропины - фоллитропин и лютропин). Присутствуют как у женщин, так и у мужчин;

Один из них, фолликулостимулирующий гормон, стимулирует  развитие яйцеклеток в яичниках и  сперматозоидов в семенниках. Второй называется лютеинизирующим гормоном; в женском организме он стимулирует выработку в яичниках женских половых гормонов и выход зрелой яйцеклетки из яичника, а в мужском - секрецию гормона тестостерона интерстициальными клетками семенников (см. также РЕПРОДУКЦИЯ ЧЕЛОВЕКА). Введение этих гормонов или их избыточная продукция вследствие заболевания вызывают преждевременное половое развитие незрелого организма. При удалении гипофиза или его разрушении патологическим процессом возникают изменения, сходные с теми, что происходят при кастрации.

В средней доле гипофиза вырабатывается гормон меланотропин (интермедин), который оказывает влияние на пигментный обмен.

Задняя доля гипофиза тесно связана с супраоптическим и паравентрикулярным ядром гипоталамуса. Нервные клетки этих ядер вырабатывают нейросекрет, который транспортируется в заднюю долю гипофиза. Накапливаются гормоны в питуицитах, в этих клетках гормоны превращаются в активную форму. В нервных клетках паравентрикулярного ядра образуется окситоцин, в нейронах супраоптического ядра - вазопрессин.

Вазопрессин выполняет  две функции:

1) усиливает  сокращение гладких мышц сосудов  (тонус артериол повышается с последующим повышением артериального давления);

2) угнетает образование  мочи в почках (антидиуретическое  действие). Антидиуретическое действие  обеспечивается способностью вазопрессина  усиливать обратное всасывание  воды из канальцев почек в  кровь. Уменьшение образования  вазопрессина является причиной  возникновения несахарного диабета  (несахарного мочеизнурения). 

Окситоцин (оцитоцин) избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливает ее сокращение. Сокращение матки резко увеличивается, если она находилась под воздействием эстрогенов. Во время беременности окситоцин не влияет на сократительную способность матки, так как гормон желтого тела прогестерон делает ее нечувствительной ко всем раздражителям. Окситоцин стимулирует выделение молока, усиливается именно выделительная функция, а не его секреция. Особые клетки молочной железы избирательно реагируют на окситоцин. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина из нейрогипофиза.

7. Гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система и её участие в формировании  стрессорного ответа организма.

Стресс (общий  адаптационный синдром ) - понятие, введенное Г.Селье (1936) для обозначения неспецифической реакции организма на действие раздражителей различной природы и интенсивности.

Основная цель - мобилизация психологических и  физиологических резервов организма.

В зависимости  от выраженности стресс может оказывать  на организм как положительное, так  и отрицательное влияние (вплоть до ее полной дезорганизации).

Многие из реакций, участвующих в процессе адаптации  к стрессорным воздействиям, имеют компенсаторный и защитный характер и служат для предупреждения и ослабления патологических изменений, могущих возникнуть при сильных и продолжительных стессорных воздействиях.

Селье (создатель учения о стрессе) назвал реакцию организма на различные факторы общим адаптационным синдромом, или синдромом биологического стресса. Он протекает трехфазно.

I   фаза   - реакция тревоги. Во время  этой фазы организм меняет  свои характеристики. Из коры  головного мозга сигналы поступают  в вегетативную нервную систему  и гипоталамус. Вначале происходит  возбуждение симпатической нервной  системы, продуцируются адреналин  и норадреналин. В гипоталамусе  выделяется кортиколиберин, который, поступая в гипофиз, вызывает усиление секреции Адренокортикотропный гормон. АКТГ разносится кровью, попадая в надпочечники, вызывает секрецию глюкокортикоидов, которые создают в организме условия для адаптации и борьбы со стрессовым фактором. Если стрессор сильный и действует длительно, может наступить опустошение всех запасов глюкокортикоидов в коре надпочечников и даже ее разрушение. Это может привести к смерти.

II   фаза  - фаза сопротивления. Если действие  стрессора совместимо с возможностями  адаптации, выработка глюкокортикоидов нормализуется, организм адаптируется. При этом признаки реакции тревоги исчезают, а уровень сопротивления поднимается значительно выше обычного.

III   фаза  - фаза истощения. После длительного  действия стрессора, к которому  организм приспособился, постепенно  истощаются запасы адаптационной  энергии, вновь появляются признаки  реакции тревоги, но изменения  в коре надпочечников и других  органах уже необратимы, и, если  воздействие стрессора продолжается, индивидуум погибает.

Таим образом, стресс вызывает однотипную реакцию, которая  опосредуется осью гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников.