Хипофизната жлеза заема специално място в системата ендокринни жлези. Нарича се централна жлеза, тъй като нейните тропни хормони регулират дейността на други ендокринни жлези. Хипофизната жлеза - сложен орган, състои се от аденохипофиза (преден и среден лоб) и неврохипофиза (заден лоб). Хормоните на предния дял на хипофизната жлеза са разделени на две групи: растежен хормон и пролактин и тропни хормони (тиротропин, кортикотропин, гонадотропин).

Първата група включва соматотропин и пролактин.

Хормон на растежа (соматотропин)участва в регулирането на растежа, като подобрява образуването на протеини. Най-силно изразеният му ефект е върху растежа на епифизния хрущял на крайниците; растежът на костите се увеличава по дължина. Нарушаването на соматотропната функция на хипофизната жлеза води до различни промени в растежа и развитието на човешкото тяло: ако има хиперфункция в детство, тогава се развива гигантизъм; с хипофункция – нанизъм. Хиперфункцията при възрастен не засяга общия растеж, но размерът на онези части от тялото, които все още могат да растат, се увеличава (акромегалия).

Пролактиннасърчава образуването на мляко в алвеолите, но след предварително излагане на женски полови хормони (прогестерон и естроген). След раждането синтезът на пролактин се увеличава и настъпва лактация. Актът на сукане чрез нервно-рефлексен механизъм стимулира освобождаването на пролактин. Пролактинът има лутеотропен ефект, подпомага дълготрайното функциониране на жълтото тяло и производството на прогестерон. Втората група хормони включва:

1) тироид-стимулиращ хормон (тиротропин).Избирателно действа върху щитовидната жлеза, повишава нейната функция. При намалено производство на тиротропин настъпва атрофия на щитовидната жлеза, при свръхпроизводство - пролиферация, възникват хистологични промени, които показват повишаване на нейната активност;

2) адренокортикотропен хормон (кортикотропин).Стимулира производството глюкокортикоидинадбъбречните жлези. Кортикотропинът причинява разграждане и инхибира протеиновия синтез и е антагонист на растежния хормон. Той инхибира развитието на основното вещество на съединителната тъкан, намалява броя на мастоцитите, инхибира ензима хиалуронидаза, намалява капилярната пропускливост. Това определя неговия противовъзпалителен ефект. Под въздействието на кортикотропина размерът и теглото на лимфоидните органи намаляват. Секрецията на кортикотропин е подложена на дневни колебания: вечер съдържанието му е по-високо, отколкото сутрин;

3) гонадотропни хормони (гонадотропини - фолитропин и лутропин).Присъства както при жените, така и при мъжете;

а) фолитропин (фоликулостимулиращ хормон), който стимулира растежа и развитието на фоликула в яйчника. Има лек ефект върху производството на естрогени при мъжете, образуването на сперматозоиди става под негово влияние;

б) лутеинизиращ хормон (лутропин), който стимулира растежа и овулацията на фоликула с образуването на жълтото тяло. Стимулира образуването на женски полови хормони - естрогени. Lutropin насърчава производството на андрогени при мъжете.

Средният дял на хипофизната жлеза произвежда хормона меланотропин(интермедин), който засяга пигментния метаболизъм.

Задният дял на хипофизната жлеза е тясно свързан със супраоптичните и паравентрикуларните ядра на хипоталамуса. Нервните клетки на тези ядра произвеждат невросекреция, която се транспортира до задния дял на хипофизната жлеза. Хормоните се натрупват в питуицитите; в тези клетки хормоните се превръщат в активна форма. IN нервни клеткиобразува се паравентрикуларното ядро окситоцин, в невроните на супраоптичното ядро ​​– вазопресин.

Вазопресинът има две функции:

1) засилва свиването на гладките мускули на съдовете (тонусът на артериолите се повишава с последващо увеличение кръвно налягане);

2) инхибира образуването на урина в бъбреците (антидиуретичен ефект). Антидиуретичният ефект се осигурява от способността на вазопресина да засили реабсорбцията на вода от бъбречните тубули в кръвта. Намаляването на образуването на вазопресин е причината за безвкусен диабет(безвкусен диабет).

Окситоцинът (ocytocin) селективно действа върху гладката мускулатура на матката и засилва нейната контракция. Контракцията на матката се увеличава рязко, ако е била под въздействието на естрогени. По време на бременност окситоцинът не влияе на контрактилитета на матката, тъй като хормонът на жълтото тяло прогестерон го прави нечувствителен към всички дразнители. Окситоцинът стимулира отделянето на мляко, засилва се отделителната функция, а не неговата секреция. Специални клетки в млечната жлеза избирателно реагират на окситоцин. Актът на сукане рефлексивно насърчава освобождаването на окситоцин от неврохипофизата.

Хипоталамусната регулация на производството на хипофизни хормони

Хипоталамусните неврони произвеждат невросекреция. Невросекреционните продукти, които насърчават образуването на хормони на предната хипофизна жлеза, се наричат ​​либерини, а тези, които инхибират тяхното образуване, се наричат ​​статини. Навлизането на тези вещества в предния лоб на хипофизната жлеза става през кръвоносните съдове.

Регулирането на образуването на хормони на предната хипофизна жлеза се извършва на принципа на обратната връзка. Съществува двупосочна връзка между тропната функция на предната хипофизна жлеза и периферните жлези: тропните хормони активират периферните ендокринни жлези, последните, в зависимост от тяхното функционално състояние, също влияят върху производството на тропни хормони. Съществуват двустранни връзки между предния дял на хипофизната жлеза и половите жлези, щитовидната жлеза и надбъбречната кора. Тези взаимоотношения се наричат ​​​​взаимодействия "плюс-минус". Тропичните хормони стимулират („плюс“) функцията на периферните жлези, а хормоните на периферните жлези потискат („минус“) производството и освобождаването на хормони на предната хипофизна жлеза. Съществува обратна връзка между хипоталамуса и тропните хормони на предния дял на хипофизната жлеза. Увеличаването на концентрацията на хипофизния хормон в кръвта води до инхибиране на невросекрецията в хипоталамуса.

Симпатиковият отдел на автономната нервна система увеличава производството на тропни хормони, парасимпатиков дялпотиска.

Епифизата е разположена над горните туберкули на квадригеминала. Значението на епифизната жлеза е изключително противоречиво. От неговата тъкан са изолирани две съединения:

1) мелатонин(участва в регулацията на пигментния метаболизъм, потиска развитието на половите функции при млади хора и действието гонадотропни хормонипри възрастни). Това се дължи на директния ефект на мелатонина върху хипоталамуса, където се блокира освобождаването на лулиберин, и върху предния лоб на хипофизната жлеза, където той намалява ефекта на лулиберин върху освобождаването на лутеропин;

2) гломерулотропин(стимулира секрецията на алдостерон от надбъбречната кора).

Тимус (тимусна жлеза)– чифтен лобуларен орган, разположен в горната част преден медиастинум. Тимусът произвежда няколко хормона: тимозин, хомеостатичен тимусен хормон, тимопоетин I, II, тимусен хуморален фактор. Те играят важна роля в развитието на имунологичните защитни реакциитяло, стимулирайки образуването на антитела. Тимусът контролира развитието и разпределението на лимфоцитите. Секрецията на тимусни хормони се регулира от предния дял на хипофизната жлеза.

Тимусната жлеза достига своето максимално развитие в детството. След пубертета започва да атрофира (жлезата стимулира растежа на тялото и потиска развитието на репродуктивната система). Има предположение, че тимусът влияе върху обмена на Ca йони и нуклеинови киселини.

При увеличаване тимусната жлезапри децата се получава тимично-лимфен статус. При това състояние, в допълнение към увеличаването на тимуса, настъпва пролиферация на лимфната тъкан; увеличението на тимусната жлеза е проява на надбъбречна недостатъчност.

Паращитовидни жлези – чифтен орган, те се намират на повърхността на щитовидната жлеза. Паратироиден хормон – паратироиден хормон(паратирин). Паратиреоидният хормон се намира в клетките на жлезата под формата на прохормон; превръщането на прохормона в паратиреоиден хормон става в комплекса на Голджи. От паращитовидните жлези хормонът навлиза директно в кръвта.

Паратиреоидният хормон регулира метаболизма на Ca в организма и поддържа постоянното му ниво в кръвта. Нормално съдържанието на Ca в кръвта е 2,25-2,75 mmol/l (9-11 mg%). Скелетната костна тъкан е основното депо на Ca в тялото. Съществува определена връзка между нивото на Ca в кръвта и съдържанието му в костна тъкан. Паратироидният хормон подобрява костната резорбция, което води до увеличаване на освобождаването на Ca йони, регулира процесите на отлагане и освобождаване на Ca соли в костите. Повлиявайки метаболизма на Ca, паратиреоидният хормон едновременно влияе върху метаболизма на фосфора: намалява реабсорбцията на фосфати в дисталните тубули на бъбреците, което води до намаляване на концентрацията им в кръвта.

Отстраняването на паращитовидните жлези води до летаргия, повръщане, загуба на апетит и разпръснати контракции. отделни групимускули, които могат да преминат в продължителна тетанична контракция. Регулирането на дейността на паращитовидните жлези се определя от нивото на Ca в кръвта. Ако концентрацията на Са в кръвта се повиши, това води до намаляване на функционалната активност на паращитовидните жлези. Тъй като нивата на Са намаляват, функцията на жлезите за производство на хормони се увеличава.

Щитовидната жлеза е разположена от двете страни на трахеята под щитовидния хрущял и има лобуларна структура. Структурна единицапредставлява фоликул, изпълнен с колоид, в който се намира йодсъдържащият протеин – тиреоглобулин.

Хормоните на щитовидната жлеза се разделят на две групи:

1) йодирана – тироксин, трийодтиронин;

2) тирокалцитонин (калцитонин).

Във фоликулите се произвеждат йодирани хормони жлезиста тъкан, образуването му протича на три етапа:

1) образуване на колоид, синтез на тиреоглобулин;

2) йодиране на колоида, навлизане на йод в тялото, абсорбция под формата на йодиди. Йодидите се абсорбират от щитовидната жлеза, окисляват се до елементарен йод и се включват в тиреоглобулина, процесът се стимулира от ензима тиреоиден пероксиказ;

3) освобождаването в кръвния поток става след хидролиза на тиреоглобулин под действието на катепсин, който освобождава активни хормони - тироксин, трийодтиронин.

Основният активен хормон на щитовидната жлеза е тироксин, съотношението на тироксин и трийодтиронин е 4: 1. И двата хормона са в неактивно състояние в кръвта, те са свързани с протеини от глобулиновата фракция и албумин в кръвната плазма. Тироксинът се свързва по-лесно с кръвните протеини, поради което прониква по-бързо в клетката и има по-голяма биологична активност. Чернодробните клетки улавят хормони; в черния дроб хормоните образуват съединения с глюкуронова киселина, които нямат хормонална активност и се екскретират с жлъчката в стомашно-чревния тракт. Този процес се нарича детоксикация и предпазва кръвта от пренасищане с хормони.

Ролята на йодираните хормони:

1) влияние върху функциите на централната нервна система. Хипофункцията води до рязко намаляване на двигателната възбудимост, отслабване на активните и защитни реакции;

2) влияние върху висш нервна дейност. Включени в процеса на развитие на условни рефлекси, диференциране на процесите на инхибиране;

3) влияние върху растежа и развитието. Стимулира растежа и развитието на скелета и половите жлези;

4) влияние върху метаболизма. Има влияние върху метаболизма на протеините, мазнините, въглехидратите и минералния метаболизъм. Печалба енергийни процесии увеличаването на окислителните процеси води до повишена тъканна консумация на глюкоза, което значително намалява запасите от мазнини и гликоген в черния дроб;

5) влияние върху вегетативната система. Броят на сърдечните удари се увеличава, дихателни движения, потенето се увеличава;

6) влияние върху системата за коагулация на кръвта. Те намаляват способността на кръвта да се съсирва (намаляват образуването на фактори на кръвосъсирването), повишават нейната фибринолитична активност (увеличават синтеза на антикоагуланти). Тироксинът инхибира функционалните свойства на тромбоцитите - адхезия и агрегация.

Регулирането на образуването на йодсъдържащи хормони се извършва:

1) тиротропин на предната хипофизна жлеза. Повлиява всички етапи на йодиране, връзката между хормоните се осъществява според вида на директните и обратните връзки;

2) йод. Малките дози стимулират образуването на хормона чрез засилване на секрецията на фоликулите, големите дози го инхибират;

3) автономна нервна система: симпатикова - повишава активността на производството на хормони, парасимпатикова - намалява;

4) хипоталамус. Тиротропин-освобождаващият хормон на хипоталамуса стимулира тиротропина на хипофизната жлеза, който стимулира производството на хормони, връзката се осъществява според вида на обратната връзка;

5) ретикуларна формация (възбуждането на нейните структури увеличава производството на хормони);

6) мозъчна кора. Декортикацията първоначално активира функцията на жлезата, но с течение на времето значително я намалява.

тирокалцитоцинсе образува от парафоликуларни клетки на щитовидната жлеза, които се намират извън жлезните фоликули. Участва в регулирането на калциевия метаболизъм, под негово влияние нивото на Са намалява. Тиреокалцитоцинът намалява нивата на фосфати в периферната кръв.

Тиреокалцитоцинът инхибира освобождаването на Ca йони от костната тъкан и увеличава отлагането му в нея. Той блокира функцията на остеокластите, които разрушават костната тъкан и задейства механизма за активиране на остеобластите, участващи в образуването на костната тъкан.

Намаляването на съдържанието на Ca и фосфатни йони в кръвта се дължи на влиянието на хормона върху екскреторната функция на бъбреците, намалявайки тубулната реабсорбция на тези йони. Хормонът стимулира усвояването на Ca йони от митохондриите.

Регулирането на секрецията на тирокалцитонин зависи от нивото на Ca йони в кръвта: повишаването на концентрацията му води до дегранулация на парафоликулите. Активна секрецияв отговор на хиперкалциемия, поддържа концентрацията на Ca йони на определено физиологично ниво.

Секрецията на тирокалцитонин се насърчава от някои биологично активни вещества: гастрин, глюкагон, холецистокинин.

Когато бета-адренергичните рецептори се стимулират, хормоналната секреция се увеличава и обратно.

Дисфункцията на щитовидната жлеза е придружена от увеличаване или намаляване на нейната функция за производство на хормони.

Недостатъчното производство на хормони (хипотиреоидизъм), което се появява в детството, води до развитие на кретинизъм (растежът се забавя, половото развитие, развитие на психиката, има нарушение на пропорциите на тялото).

Недостатъчното производство на хормони води до развитие на микседем, който се характеризира с тежко разстройствопроцеси на възбуждане и инхибиране в централната нервна система, умствена изостаналост, намалена интелигентност, летаргия, сънливост, сексуална дисфункция, инхибиране на всички видове метаболизъм.

Когато щитовидната жлеза стане свръхактивна (хипертиреоидизъм), възниква заболяване тиреотоксикоза. Характерни признаци: увеличаване на размера на щитовидната жлеза, броя на сърдечните удари, повишен метаболизъм, телесна температура, повишена консумация на храна, изпъкнали очи. Наблюдаваното повишена възбудимости раздразнителност, съотношението на тонуса на частите на автономната нервна система се променя: преобладава възбудата симпатично разделение. Отбелязват се мускулни тремори и мускулна слабост.

Липсата на йод във водата води до намаляване на функцията на щитовидната жлеза със значителна пролиферация на нейната тъкан и образуване на гуша. Тъканната пролиферация е компенсаторен механизъм в отговор на намаляване на съдържанието на йодирани хормони в кръвта.

Панкреасът е жлеза със смесена функция. Морфологичната единица на жлезата е Лангерхансовите острови, разположени главно в опашката на жлезата. Бета клетките на островите произвеждат инсулин, алфа клетките произвеждат глюкагон, а делта клетките произвеждат соматостатин. Хормоните ваготонин и центропнеин са открити в екстракти от панкреатична тъкан.

Инсулинрегулира въглехидратния метаболизъм, намалява концентрацията на кръвната захар, подпомага превръщането на глюкозата в гликоген в черния дроб и мускулите. Той повишава пропускливостта на клетъчните мембрани за глюкоза: след като влезе в клетката, глюкозата се абсорбира. Инсулинът забавя разграждането на протеините и превръщането им в глюкоза, стимулира протеиновия синтез от аминокиселини и активния им транспорт в клетката, регулира метаболизма на мазнините чрез образуване на висши мастни киселини от храните въглехидратния метаболизъм, инхибира мобилизирането на мазнини от мастната тъкан.

В бета клетките инсулинът се произвежда от своя прекурсор проинсулин. Той се транспортира до клетъчния апарат на Голджи, където протичат началните етапи на превръщането на проинсулина в инсулин.

Регулирането на инсулина се основава на нормалните нива на кръвната захар: хипергликемията води до увеличаване на притока на инсулин в кръвта и обратно.

Паравентрикуларните ядра на хипоталамуса повишават активността по време на хипергликемия, възбуждането отива към продълговатия мозък, оттам към панкреатичните ганглии и към бета-клетките, което подобрява образуването на инсулин и неговата секреция. По време на хипогликемия ядрата на хипоталамуса намаляват своята активност и секрецията на инсулин намалява.

Хипергликемията директно възбужда рецепторния апарат на Лангерхансовите острови, което увеличава секрецията на инсулин. Глюкозата също действа директно върху бета клетките, което води до освобождаване на инсулин.

Глюкагонувеличава количеството глюкоза, което също води до повишено производство на инсулин. Надбъбречните хормони действат по подобен начин.

Вегетативната нервна система регулира производството на инсулин чрез вагуса и симпатикови нерви. Блуждаещият нерв стимулира отделянето на инсулин, а симпатикусът го инхибира.

Количеството инсулин в кръвта се определя от активността на ензима инсулиназа, който разрушава хормона. Най-голямо количество от ензима се намира в черния дроб и мускулите. Когато кръвта преминава през черния дроб веднъж, до 50% от инсулина в кръвта се унищожава.

Важна роляРегулирането на инсулиновата секреция се осъществява от хормона соматостатин, който се образува в ядрата на хипоталамуса и делта клетките на панкреаса. Соматостатинът инхибира секрецията на инсулин.

Инсулиновата активност се изразява в лабораторни и клинични единици.

Глюкагонът участва в регулацията на въглехидратния метаболизъм; неговият ефект върху въглехидратния метаболизъм е инсулинов антагонист. Глюкагонът разгражда гликогена в черния дроб до глюкоза и концентрацията на глюкоза в кръвта се повишава. Глюкагонът стимулира разграждането на мазнините в мастната тъкан.

Механизмът на действие на глюкагона се дължи на взаимодействието му със специални специфични рецептори, които се намират върху клетъчната мембрана. Когато глюкагонът се свързва с тях, активността на ензима аденилатциклаза и концентрацията на сАМР се повишават; сАМР насърчава процеса на гликогенолиза.

Регулиране на секрецията на глюкагон. Образуването на глюкагон в алфа клетките се влияе от нивото на глюкозата в кръвта. Когато кръвната захар се повиши, секрецията на глюкагон се инхибира, а когато се понижи, тя се увеличава. Образуването на глюкагон също се влияе от предния дял на хипофизната жлеза.

Хормон на растежа соматотропинповишава активността на алфа клетките. Обратно, делта клетъчният хормон соматостатин инхибира образуването и секрецията на глюкагон, тъй като блокира навлизането на Ca йони в алфа клетките, които са необходими за образуването и секрецията на глюкагон.

Физиологично значение липокаин. Насърчава оползотворяването на мазнините, като стимулира образуването на липиди и окисляването на мастни киселини в черния дроб, предотвратява мастната дегенерация на черния дроб.

Функции ваготонин– повишен тонус блуждаещи нерви, повишавайки тяхната активност.

Функции центропнеин– вълнение дихателен център, насърчаване на релаксацията на гладката мускулатура на бронхите, повишаване на способността на хемоглобина да свързва кислорода, подобряване на транспорта на кислород.

Дисфункция на панкреаса.

Намаляването на секрецията на инсулин води до развитие на захарен диабет, чиито основни симптоми са хипергликемия, глюкозурия, полиурия (до 10 литра на ден), полифагия (повишен апетит), полидиспепсия (повишена жажда).

Повишена кръвна захар при пациенти захарен диабете резултат от загуба на способността на черния дроб да синтезира гликоген от глюкоза и на клетките да използват глюкозата. Забавя се и образуването и отлагането на гликоген в мускулите.

При пациенти със захарен диабет се нарушават всички видове метаболизъм.

Надбъбречните жлези са чифтни жлези, разположени над горните полюси на бъбреците. Те са от голямо жизнено значение. Има два вида хормони: кортикални хормони и хормони на медулата.

Кортикалните хормони се разделят на три групи:

1) глюкокортикоиди (хидрокортизон, кортизон, кортикостерон);

2) минералкортикоиди (алдестерон, дезоксикортикостерон);

3) полови хормони (андрогени, естрогени, прогестерон).

Глюкокортикоидите се синтезират в зона на лъчанадбъбречната кора. Според химическата си структура хормоните се образуват от холестерол; аскорбинова киселина.

Физиологично значение на глюкокортикоидите.

Глюкокортикоидите влияят върху метаболизма на въглехидратите, протеините и мазнините, повишават образуването на глюкоза от протеини, увеличават отлагането на гликоген в черния дроб и действат като инсулинови антагонисти.

Глюкокортикоидите имат катаболен ефект върху протеиновия метаболизъм, причиняват разграждането на тъканния протеин и забавят включването на аминокиселини в протеините.

Хормоните имат противовъзпалителен ефект, който се дължи на намаляване на пропускливостта на съдовите стени с ниска активност на ензима хиалуронидаза. Намаляването на възпалението се дължи на инхибирането на освобождаването на арахидонова киселина от фосфолипидите. Това води до ограничаване на синтеза на простагландини, които стимулират възпалителния процес.

Глюкокортикоидите влияят върху производството на защитни антитела: хидрокортизонът потиска синтеза на антитела и инхибира реакцията между антитялото и антигена.

Глюкокортикоидите имат изразен ефект върху хемопоетичните органи:

1) увеличаване на броя на червените кръвни клетки чрез стимулиране на червения костен мозък;

2) водят до обратно развитие на тимусната жлеза и лимфоидна тъкан, което е придружено от намаляване на броя на лимфоцитите.

Екскрецията от тялото става по два начина:

1) 75–90% от хормоните, влизащи в кръвта, се отстраняват с урината;

2) 10–25% се отстраняват с изпражненията и жлъчката.

Регулиране на образуването на глюкокортикоиди.

Кортикотропинът на предната хипофизна жлеза играе важна роля в образуването на глюкокортикоиди. Това въздействие се осъществява на принципа на директните и обратните връзки: кортикотропинът увеличава производството на глюкокортикоиди и тяхното излишно съдържание в кръвта води до инхибиране на кортикотропина в хипофизната жлеза.

Невросекрецията се синтезира в ядрата на предния хипоталамус кортиколиберин, който стимулира образуването на кортикотропин в предната хипофизна жлеза, а той от своя страна стимулира образуването на глюкокортикоид. Функционалната връзка "хипоталамус - предна хипофизна жлеза - надбъбречна кора" се намира в една хипоталамо-хипофизо-надбъбречна система, която играе водеща роля в адаптивните реакции на организма.

Адреналин– хормон на надбъбречната медула – засилва образуването на глюкокортикоиди.

Минералокортикоидите се произвеждат в зона гломерулозанадбъбречната кора и участват в регулацията минерален метаболизъм. Те включват алдостеронИ дезоксикортикостерон. Те повишават реабсорбцията на Na йони в бъбречните тубули и намаляват реабсорбцията на K йони, което води до увеличаване на Na йони в кръвта и тъканната течност и увеличаване на тях осмотичното налягане. Това причинява задържане на вода в тялото и повишава кръвното налягане.

Минералокортикоидите насърчават проявата на възпалителни реакции чрез увеличаване на пропускливостта на капилярите и серозните мембрани. Те участват в регулирането на тонуса кръвоносни съдове. Алдостеронът има способността да повишава тонуса на гладката мускулатура съдова стена, което води до повишаване на кръвното налягане. При липса на алдостерон се развива хипотония.

Регулиране на образуването на минералкортикоиди

Регулирането на секрецията и образуването на алдостерон се осъществява от системата ренин-ангиотензин. Ренинът се образува в специални клетки на юкстагломеруларния апарат на аферентните артериоли на бъбрека и се освобождава в кръвта и лимфата. Той катализира превръщането на ангиотензиногена в ангиотензин I, който се превръща под действието на специален ензим в ангиотензин II. Ангиотензин II стимулира образуването на алдостерон. Синтезът на минералкортикоиди се контролира от концентрацията на Na и K йони в кръвта. Увеличаването на Na йони води до инхибиране на секрецията на алдостерон, което води до екскреция на Na в урината. Намаляване на образуването на минералокортикоиди се получава, когато съдържанието на K йони е недостатъчно, което се влияе от количеството тъканна течност и кръвна плазма. Увеличаването на техния обем води до инхибиране на секрецията на алдостерон, което се дължи на повишеното освобождаване на Na йони и свързаната вода. Хормонът на епифизната жлеза гломерулотропин повишава синтеза на алдостерон.

Половите хормони (андрогени, естрогени, прогестерон)се образуват в ретикуларната зона на надбъбречната кора. Те имат голямо значениев развитието на гениталните органи в детството, когато интрасекреторната функция на половите жлези е незначителна. Те имат анаболен ефект върху протеиновия метаболизъм: повишават протеиновия синтез поради повишеното включване на аминокиселини в неговата молекула.

Хипофункцията на надбъбречната кора причинява заболяване - бронзова болест или болест на Адисон. Признаците на това заболяване са: бронзово оцветяване на кожата, особено на ръцете, шията, лицето, повишена умора, загуба на апетит, гадене и повръщане. Пациентът става чувствителен към болка и студ и е по-податлив на инфекции.

При хиперфункция на надбъбречната кора (причината за която най-често е тумор) се наблюдава увеличаване на образуването на хормони, отбелязва се преобладаване на синтеза на полови хормони над други, така че вторичните сексуални характеристики започват да се променят драматично в пациенти. При жените се наблюдава проява на вторични мъжки полови белези, при мъжете - женски.

Надбъбречната медула произвежда хормони, свързани с катехоламините. Основният хормон е адреналин, вторият по важност е прекурсорът на адреналина - норепинефрин. Хромафиновите клетки на надбъбречната медула се намират и в други части на тялото (на аортата, на кръстовището на каротидните артерии и др.), Те образуват надбъбречната система на тялото. Надбъбречната медула е модифициран симпатиков ганглий.

Значението на адреналин и норепинефрин

Адреналинът изпълнява функцията на хормон; той навлиза в кръвта постоянно, когато различни състояниятялото (загуба на кръв, стрес, мускулна активност) има повишено образуване и освобождаване в кръвта.

Възбуждането на симпатиковата нервна система води до увеличаване на притока на адреналин и норепинефрин в кръвта, те удължават ефектите на нервните импулси в симпатиковата нервна система. Адреналинът влияе върху въглеродния метаболизъм, ускорява разграждането на гликогена в черния дроб и мускулите, отпуска бронхиалните мускули, инхибира стомашно-чревния мотилитет и повишава тонуса на неговите сфинктери, повишава възбудимостта и контрактилитета на сърдечния мускул. Повишава тонуса на кръвоносните съдове, има съдоразширяващ ефект върху съдовете на сърцето, белите дробове и мозъка. Адреналинът подобрява работата на скелетните мускули.

Повишената активност на надбъбречната система възниква под въздействието на различни стимули, които причиняват промени във вътрешната среда на тялото. Адреналинът блокира тези промени.

Адреналинът е хормон с кратко действие и бързо се разрушава от моноаминооксидазата. Това е в пълно съответствие с фината и прецизна централна регулация на секрецията на този хормон за развитие на приспособителни и защитни реакции на организма.

Норепинефринът действа като медиатор, той е част от симпатиковата нервна система, участва в предаването на възбуждане в невроните на централната нервна система.

Секреторната активност на надбъбречната медула се регулира от хипоталамуса; висшите автономни центрове на симпатиковия отдел са разположени в задната група на неговите ядра. Тяхното активиране води до увеличаване на освобождаването на адреналин в кръвта. Освобождаването на адреналин може да се случи рефлекторно по време на хипотермия, мускулна работаи т.н. При хипогликемия освобождаването на адреналин в кръвта рефлексивно се увеличава.

Половите жлези (тестисите при мъжете, яйчниците при жените) принадлежат към жлезите със смесена функция, интрасекреторната функция се проявява в образуването и отделянето на полови хормони, които директно навлизат в кръвта.

Мъжки полови хормони - андрогенисе образуват в интерстициалните клетки на тестисите. Има два вида андрогени - тестостеронИ андростерон.

Андрогените стимулират растежа и развитието на репродуктивния апарат, мъжките полови белези и появата на сексуални рефлекси.

Те контролират процеса на узряване на сперматозоидите, допринасят за запазването на тяхната двигателна активност, проявата на сексуален инстинкт и сексуални поведенчески реакции, повишават образуването на протеини, особено в мускулите, и намаляват съдържанието на мазнини в тялото. При недостатъчно количество андроген в организма се нарушават процесите на инхибиране в мозъчната кора.

Женски полови хормони естрогенисе образуват във фоликулите на яйчника. Синтезът на естроген се осъществява от фоликулната мембрана, прогестерон - жълто тялояйчник, който се развива на мястото на спукан фоликул.

Естрогените стимулират растежа на матката, вагината, тръбите, предизвикват растеж на ендометриума, насърчават развитието на вторични женски полови белези, проявата на сексуални рефлекси, повишават контрактилитета на матката, повишават нейната чувствителност към окситоцин, стимулират растежа и развитието на млечните жлези.

Прогестероносигурява процеса на нормална бременност, насърчава растежа на ендометриалната лигавица, имплантирането на оплодена яйцеклетка в ендометриума, инхибира контрактилитета на матката, намалява нейната чувствителност към окситоцин, инхибира съзряването и овулацията на фоликула поради инхибиране на образуване на хипофизен лутропин.

Образуването на половите хормони се влияе от гонадотропните хормони на хипофизната жлеза и пролактина. При мъжете гонадотропният хормон насърчава узряването на спермата, при жените - растежа и развитието на фоликула. Лутропинът определя производството на женски и мъжки полови хормони, овулацията и образуването на жълтото тяло. Пролактинът стимулира производството на прогестерон.

Мелатонининхибира дейността на половите жлези.

Нервната система участва в регулирането на дейността на половите жлези поради образуването на гонадотропни хормони в хипофизната жлеза. Централната нервна система регулира хода на половия акт. При промяна на функционалното състояние на централната нервна система може да настъпи нарушение на половия цикъл и дори неговото спиране.

Менструален цикълвключва четири периода.

1. Предварителна овулация (от петия до четиринадесетия ден). Промените се причиняват от действието на фолитропина, в яйчниците се наблюдава повишено образуване на естрогени, те стимулират растежа на матката, пролиферацията на лигавицата и нейните жлези, ускорява се узряването на фоликула, повърхността му се разкъсва и от него се отделя яйцеклетка - настъпва овулация.

2. Овулация (от петнадесетия до двадесет и осмия ден). Започва с освобождаването на яйцеклетката в тръбата, свиването на гладките мускули на тръбата помага за придвижването й към матката, където може да настъпи оплождане. Оплодената яйцеклетка, попаднала в матката, се прикрепя към нейната лигавица и настъпва бременност. Ако не настъпи оплождане, започва периодът след овулацията. Жълтото тяло се развива на мястото на фоликула и произвежда прогестерон.

3. Период след овулация. Неоплодената яйцеклетка умира, когато достигне до матката. Прогестеронът намалява образуването на фолитропин и намалява производството на естроген. Промените, настъпили в гениталиите на жената, изчезват. В същото време образуването на лутропин намалява, което води до атрофия на жълтото тяло. Поради намаляването на естрогена, матката се свива и лигавицата се отхвърля. Впоследствие настъпва неговата регенерация.

4. Периодът на почивка и периодът след овулация продължават от първия до петия ден на половия цикъл.

Плацентата е уникално образувание, което свързва тялото на майката с плода. Той изпълнява множество функции, включително метаболитни и хормонални. Той синтезира хормони от две групи:

1) протеин - човешки хорионгонадотропин (CG), плацентарен лактогенен хормон (PLH), релаксин;

2) стероиди – прогестерон, естрогени.

HCG се образува в големи количестваслед 7-12 седмица от бременността, впоследствие образуването на хормона намалява няколко пъти, секрецията му не се контролира от хипофизата и хипоталамуса, транспортът му до плода е ограничен. Функциите на hCG са да увеличи растежа на фоликулите, образуването на жълтото тяло и да стимулира производството на прогестерон. Защитна функциясе крие в способността да се предотврати отхвърлянето на ембриона от тялото на майката. HCG има антиалергичен ефект.

PLG започва да се секретира от шестата седмица на бременността и нараства прогресивно. Той засяга млечните жлези, подобно на пролактина на хипофизата, върху протеиновия метаболизъм (увеличава протеиновия синтез в тялото на майката). В същото време се увеличава съдържанието на свободни мастни киселини и се повишава инсулиновата резистентност.

Релаксинът се секретира в по-късните етапи на бременността, отпуска връзките на пубисната симфиза, намалява тонуса на матката и нейната контрактилност.

Прогестеронът се синтезира от жълтото тяло до четвъртата до шестата седмица от бременността, впоследствие плацентата участва в този процес и процесът на секреция прогресивно се увеличава. Прогестеронът причинява отпускане на матката, намаляване на нейния контрактилитет и чувствителност към естрогени и окситоцин, натрупване на вода и електролити, особено вътреклетъчен натрий. Естрогените и прогестеронът подпомагат растежа, разширяването на матката, развитието на млечните жлези и лактацията.

Тъканните хормони са биологично активни вещества, които действат на мястото на тяхното образуване и не навлизат в кръвта. Простагландинисе образуват в микрозомите на всички тъкани, участват в регулирането на секрецията на храносмилателния сок, промените в тонуса на гладката мускулатура на кръвоносните съдове и бронхите и процеса на агрегация на тромбоцитите. Тъканните хормони, които регулират местното кръвообращение, включват хистамин(разширява кръвоносните съдове) и серотонин(има пресорен ефект). За медиатори на нервната система се считат тъканните хормони - норепинефрин и ацетилхолин.

Антихормони– вещества с антихормонална активност. Образуването им възниква при продължително приложение на хормона в тялото отвън. Всеки антихормон има изразена видова специфичност и блокира действието на вида хормон, за който е произведен. Той се появява в кръвта 1-3 месеца след прилагането на хормона и изчезва 3-9 месеца след последната инжекция на хормона.

Ако се отреже бъбректрансплантация на врата на животното, свързване на бъбречната артерия с каротидна артерия, а бъбречната вена - с югуларна вена, тогава такъв бъбрек, лишен от нервни връзки с тялото, може да работи много седмици и дори месеци, отделяйки повече или по-малко нормална урина. При натоварване на организма с вода или трапезна солувеличава се количеството вода или сол, отделяни от бъбрека на пипера. Следователно, дори и при пълна денервация, почти нормално бъбречна функция. Освен това, въпреки денервацията, активността на трансплантирания бъбрек се променя под въздействието на стимули, действащи върху нервна система. По този начин, по време на болезнена стимулация, денервираният бъбрек спира да отделя урина по същия начин, както нормално инервирания бъбрек.

Недостатъчността на функцията на задния дял на хипофизната жлеза, която секретира антидиуретичен хормон, изключва действието на описания по-горе регулаторен механизъм. Стената на дисталния нефрон става напълно непропусклива за вода и бъбрекът се отделя голям бройго с урина. В тези случаи могат да се отделят до 20-25 литра урина на ден (безвкусен диабет). Секрецията на антидиуретичен хормон от хипофизната жлеза се регулира от ядрата на хипоталамуса.

Диурезата се влияе и от хормона на надбъбречната медула - адреналина. Когато малки дози адреналин се инжектират в бъбречните съдове, обемът на бъбреците се увеличава. Това се обяснява с факта, че адреналинът свива еферентните артериални съдове (vas efferens) и по този начин води до повишаване на филтрационното налягане в гломерулите.

IN големи дозиАдреналинът също свива аферентните съдове, което намалява притока на кръв към гломерулите и води до спиране на диурезата.

Някои от хормоните на надбъбречната кора, така наречените минералкортикоиди - алдостерон, дезоксикортикостерон, действат върху тубулния епител и повишават абсорбцията на натрий в кръвта. Заболяване или отстраняване на надбъбречните жлези изключва този механизъм и води до рязка загуба на натрий с урината и до тежки нарушения на организма.

Дейността на бъбреците се влияе и от хормоните на щитовидната и паращитовидните жлези.

Хормонът на щитовидната жлеза намалява свързването на вода и сол от тъканите, което ги кара да преминат в кръвта и по този начин увеличава диурезата. В допълнение, той подобрява всички видове метаболизъм, по-специално метаболизма на протеините, в резултат на което се увеличава образуването на крайните продукти на този метаболизъм, което също води до повишена диуреза. Хормонът на паращитовидните жлези насърчава прехода на калций и фосфор от костите в кръвния поток и рязко повишаване на съдържанието на тези вещества в кръвта, в резултат на което се увеличава екскрецията им в урината.

Калцитонинът или тирокалцитонинът, заедно с паратироидния хормон на паращитовидните жлези, участва в регулирането на калциевия метаболизъм. Под негово влияние се понижава нивото на калций в кръвта (хипокалцемия). Това се случва в резултат на действието на хормона върху костната тъкан, където активира функцията на остеобластите и засилва процесите на минерализация. Функцията на остеокластите, които разрушават костната тъкан, напротив, се инхибира. В бъбреците и червата калцитонинът инхибира реабсорбцията на калций и повишава реабсорбцията на фосфатите. Производството на тирокалцитонин се регулира от нивото на калций в кръвната плазма според типа обратна връзка. Когато нивата на калций се понижат, производството на тирокалцитонин се инхибира и обратно.

Паращитовидни жлези

Човек има 2 чифта паращитовидни жлези, разположени на задната повърхност или вградени вътре в щитовидната жлеза. Основните или оксифилни клетки на тези жлези произвеждат паратироиден хормон или паратирин, или паратироиден хормон(PTG). Паратироидният хормон регулира метаболизма на калция в организма и поддържа нивото му в кръвта. В костната тъкан паратиреоидният хормон засилва функцията на остеокластите, което води до деминерализация на костите и повишени нива на калций в кръвната плазма (хиперкалциемия). В бъбреците паратиреоидният хормон повишава реабсорбцията на калций. В червата се получава повишена реабсорбция на калций поради стимулиращия ефект на паратироидния хормон върху синтеза на калцитриол, активен метаболит на витамин D3. Витамин D3 се образува в неактивно състояние в кожата под въздействието на ултравиолетовото лъчение. Под въздействието на паратироидния хормон се активира в черния дроб и бъбреците. Калцитриолът увеличава образуването на калций-свързващ протеин в чревната стена, което насърчава реабсорбцията на калций. Повлиявайки калциевия метаболизъм, паратиреоидният хормон едновременно влияе върху метаболизма на фосфора в организма: инхибира реабсорбцията на фосфатите и увеличава екскрецията им с урината (фосфатурия).

Дейността на паращитовидните жлези се определя от съдържанието на калций в кръвната плазма. Ако концентрацията на калций в кръвта се повиши, това води до намаляване на секрецията на паратироидния хормон. Намаляването на нивата на калций в кръвта води до повишено производство на паратиреоиден хормон.

Отстраняването на паращитовидните жлези при животни или тяхната хипофункция при хората води до повишена нервно-мускулна възбудимост, която се проявява чрез фибриларни потрепвания на отделни мускули, превръщащи се в спастични контракции на мускулни групи, главно на крайниците, лицето и задната част на главата. Животното умира от тетанични гърчове.

Хиперфункцията на паращитовидните жлези води до деминерализация на костната тъкан и развитие на остеопороза. Хиперкалциемията повишава склонността към образуване на камъни в бъбреците, допринася за развитието на нарушения в електрическата активност на сърцето и в резултат на това възникване на язви в стомашно-чревния тракт увеличени количествагастрин и HCl в стомаха, чието образуване се стимулира от калциевите йони.

Надбъбречните жлези

Надбъбречните жлези са чифтни жлези. Това е ендокринен орган, който има жизненоважно значение важно. Надбъбречните жлези имат два слоя - кора и медула. Кортикалния слой има мезодермален произход, медулата се развива от зачатъка на симпатиковия ганглий.

Хормони на надбъбречната кора

В кората на надбъбречната жлеза има 3 зони: външна - гломерулна, средна - fasciculata и вътрешна - reticularis. Zona glomerulosa произвежда главно минералкортикоиди, zona fasciculata произвежда глюкокортикоиди, а zona reticularis произвежда полови хормони (главно андрогени). Според химическата си структура хормоните на надбъбречната кора са стероиди. Механизмът на действие на всички стероидни хормонисе състои от директен ефект върху генетичния апарат на клетъчното ядро, стимулиране на синтеза на съответната РНК, активиране на синтеза на протеини и ензими, транспортиращи катиони, както и повишаване на пропускливостта на мембраните за аминокиселини.

Минералокортикоиди.

Тази група включва алдостерон, дезоксикортикостерон, 18-хидроксикортикостерон, 18-оксидеоксикортикостерон. Тези хормони участват в регулирането на минералния метаболизъм. Основният представител на минералкортикоидите е алдостеронът. Алдостеронът повишава реабсорбцията на натриеви и хлорни йони в дисталните бъбречни тубули и намалява реабсорбцията на калиеви йони. В резултат на това отделянето на натрий с урината намалява, а отделянето на калий се увеличава. Тъй като натрият се реабсорбира, реабсорбцията на вода също пасивно се увеличава. Поради задържането на вода в тялото се увеличава обемът на циркулиращата кръв, кръвното налягане се повишава и диурезата намалява. Алдостеронът има подобен ефект върху обмяната на натрий и калий в слюнчените и потните жлези.

Алдостеронът насърчава развитието възпалителна реакция. Провъзпалителният му ефект е свързан с повишена ексудация на течност от лумена на кръвоносните съдове в тъканите и тъканен оток. При повишено производство на алдостерон се увеличава секрецията на водородни йони и амоний в бъбречните тубули, което може да доведе до промяна в киселинно-алкалното състояние - алкалоза.

Има няколко механизма, участващи в регулирането на нивата на алдостерон в кръвта, като основният е системата ренин-ангиотензин-алдостерон. В малка степен производството на алдостерон се стимулира от ACTH на аденохипофизата. Хипонатриемията или хиперкалиемията стимулира производството на алдостерон чрез механизъм за обратна връзка. Предсърдният натриуретичен хормон е антагонист на алдостерона.

Глюкокортикоиди.

Глюкокортикоидните хормони включват кортизол, кортизон, кортикостерон, 11-деоксикортизол, 11-дехидрокортикостерон. При хората най-важният глюкокортикоид е кортизолът.

Тези хормони влияят върху метаболизма на въглехидратите, протеините и мазнините:

1. Глюкокортикоидите предизвикват повишаване на плазмената глюкоза (хипергликемия). Този ефект се дължи на стимулирането на процесите на глюконеогенеза в черния дроб, т.е. образуването на глюкоза от аминокиселини и мастни киселини. Глюкокортикоидите инхибират активността на ензима хексокиназа, което води до намаляване на усвояването на глюкозата от тъканите. Глюкокортикоидите са инсулинови антагонисти в регулацията на въглехидратния метаболизъм.

2. Глюкокортикоидите имат катаболен ефект върху протеиновия метаболизъм. В същото време те също имат изразен антианаболен ефект, който се проявява чрез намаляване на синтеза на особено мускулни протеини, тъй като глюкокортикоидите инхибират транспорта на аминокиселини от кръвната плазма към мускулните клетки. В резултат на това намалява мускулна маса, може да се развие остеопороза и скоростта на зарастване на рани намалява.

3. Ефектът на глюкокортикоидите върху метаболизма на мазнините е да активира липолизата, което води до повишаване на концентрацията на мастни киселини в кръвната плазма.

4. Глюкокортикоидите инхибират всички компоненти на възпалителната реакция: те намаляват пропускливостта на капилярите, инхибират ексудацията и намаляват тъканния оток, стабилизират лизозомните мембрани, което предотвратява освобождаването на протеолитични ензими, които допринасят за развитието на възпалителната реакция, и инхибират фагоцитозата на мястото на възпаление. Глюкокортикоидите намаляват температурата. Това действие е свързано с намаляване на освобождаването на интерлевкин-1 от левкоцитите, което стимулира центъра за производство на топлина в хипоталамуса.

5. Глюкокортикоидите имат антиалергичен ефект. Това действие се дължи на ефектите, които са в основата на противовъзпалителния ефект: инхибиране на образуването на фактори, които засилват алергичната реакция, намаляване на ексудацията, стабилизиране на лизозомите. Увеличаването на съдържанието на глюкокортикоиди в кръвта води до намаляване на броя на еозинофилите, чиято концентрация обикновено се повишава по време на алергични реакции.

6. Глюкокортикоидите инхибират както клетъчния, така и хуморалния имунитет. Те намаляват производството на Ti B лимфоцити, намаляват образуването на антитела и намаляват имунологичния надзор. При продължителна употреба на глюкокортикоиди може да настъпи инволюция на тимуса и лимфоидната тъкан. Отслабването на защитните имунни реакции на организма е сериозно страничен ефектпри продължително лечение с глюкокортикоиди, тъй като вероятността от вторична инфекция се увеличава. В допълнение, опасността от развитие на туморен процес се увеличава поради депресия на имунологичния контрол. От друга страна, тези ефекти на глюкокортикоидите ни позволяват да ги разглеждаме като активни имуносупресори.

7. Глюкокортикоидите повишават чувствителността на гладката мускулатура на съдовете към катехоламини, което може да доведе до повишаване на кръвното налягане. Това се улеснява и от техния лек минералкортикоиден ефект: задържане на натрий и вода в организма.

8. Глюкокортикоидите стимулират секрецията на солна киселина.

Производството на глюкокортикоиди от надбъбречната кора се стимулира от ACTH на аденохипофизата. Прекомерните нива на глюкокортикоиди в кръвта водят до инхибиране на синтеза на ACTH и кортиколиберин от хипоталамуса. По този начин хипоталамусът, аденохипофизата и надбъбречната кора са функционално обединени и следователно образуват единна хипоталамо-хипофизо-надбъбречна система. За остри стресови ситуацииНивото на глюкокортикоидите в кръвта бързо се повишава. Благодарение на метаболитните си ефекти, те бързо осигуряват на тялото енергиен материал.

Хипофункцията на надбъбречната кора се проявява чрез намаляване на съдържанието на кортикоидни хормони и се нарича Адисонова (бронзова) болест. Основните симптоми на това заболяване са: адинамия, намален обем на циркулиращата кръв, артериална хипотония, хипогликемия, повишена пигментация на кожата, замаяност, неясна коремна болка, диария.

При надбъбречни тумори може да се развие хиперфункция на надбъбречната кора с прекомерно производство на глюкокортикоиди. Това е така нареченият първичен хиперкортицизъм или синдром на Иценко-Кушинг. Клиничните прояви на този синдром са същите като при болестта на Иценко-Кушинг.

12.6.3. Реабсорбция в тубулите

В бъбреците на човек се образуват около 180 литра ултрафилтрат за 1 ден, обемът на отделената урина е от 1 до 1,5 литра, останалата част от течността се реабсорбира в бъбречните тубули, всички вещества с ниско молекулно тегло, разтворени в кръвната плазма , както и много малко количество, навлизат в лумена на бъбречните тубули. Следователно основната цел на системата, която осигурява реабсорбцията на веществата в тубулите, е да връща всички жизненоважни вещества в кръвта в необходимите количества,и отделят крайни метаболитни продукти, токсични и чужди съединения и физиологично ценни вещества, ако са налични в излишък. Важна е филтрацията на хормони и някои други физиологични фактори в гломерулите. активни вещества, които се инактивират по време на процеса на реабсорбция и техните компоненти се връщат в кръвта или се отстраняват от тялото.

Различните участъци на бъбречните тубули се различават по способността си да абсорбират вещества от лумена на нефрона. Чрез анализ на течността от отделни частинефрон, съставът, функционалното значение и характеристиките на работата на всички части на бъбречните тубули са установени. IN проксимален сегмент на нефронаПри нормални условия, глюкоза, аминокиселини, витамини, малки количества протеини, пептиди, Na +, K + йони, Ca 2+, Mg 2+, урея, вода и много други вещества се реабсорбират напълно от ултрафилтрата при нормални условия. IN следващите части на нефронаорганичните вещества не се абсорбират, реабсорбират се само йони и вода (фиг. 12.8).

В проксималния сегмент на нефрона при бозайниците се абсорбират около 60-70% от филтрираните Na + и Cl - йони, повече от 90% HCO 3 - и изброените по-горе органични и неорганични вещества, чийто дял е по-малка в общата концентрация на веществата, разтворени в кръвната плазма. Отличителна чертареабсорбцията в проксималния тубул е, че след абсорбираните вещества водата се реабсорбира поради високата осмотична пропускливост на стената на този участък на нефрона. Поради това течността в проксималния тубул винаги остава практически изомотична спрямо кръвната плазма. Осигурява се абсорбция на отделни вещества в тубулите различни начини, тяхното описание ще помогне да се разбере разнообразието от молекулярни механизми на реабсорбция в нефрона.

Епителните клетки на бъбречните тубули са полярни и асиметрични. Тяхната плазмена мембрана, обърната към лумена на тубула, се нарича луминален(от латински lumen - клирънс) или апикален(от латински apex - връх). Неговите свойства са в много отношения различни от тези на плазмените мембрани отстрани и в основата на клетката, т.нар. базолатерални мембрани.

За да се разберат физиологичните механизми на реабсорбция на веществото, от съществено значение е транспортерите и йонните канали за много вещества да са локализирани в луминалната мембрана, осигурявайки

преминаването на последния през мембраната в клетката. Базолатералните мембрани съдържат Na, K-ATPase, Ca-ATPase, носители на някои органични вещества. Това създава условия за усвояване на органични и неорганични веществаот клетката в междуклетъчната течност, накрая в съдовото легло. Наличието на натриеви канали в апикалната мембрана и натриеви помпи в базолатералните мембрани позволява насочен поток от Na + йони от лумена в тубулната клетка и от клетката с помощта на помпата в междуклетъчното вещество. По този начин клетката е функционално асиметрична, осигурявайки потока на вещества от лумена на тубула в кръвта.

Съществуват структурни и биохимични предпоставки за такъв процес. В базалната част на клетките на бъбречните тубули са концентрирани митохондриите, в които по време на клетъчното дишане се генерира енергия за работата на йонните помпи.

Глюкоза. Всяка минута 990 mmol глюкоза навлиза в бъбречните тубули при човека за 1 ден, около 989,8 mmol се реабсорбират в бъбреците, т.е. урината изглежда практически без глюкоза. Следователно, абсорбцията на глюкоза се извършва срещу градиента на концентрация, в резултат на което цялата глюкоза се абсорбира отново от тубулната течност в кръвта при нормалната си концентрация в кръвта.

Когато нивото на глюкозата в кръвната плазма се повиши от 5 до 10 mmol/l, в урината се появява глюкоза. Това се дължи на факта, че в луминалната мембрана на клетките проксимален тубулИма ограничен брой преносители на глюкоза. Когато са напълно наситени с глюкоза, се постига максималната й реабсорбция, а излишъкът започва да се отделя с урината. Големината на максималната реабсорбция на глюкоза е важна за функционална оценкакапацитет за реабсорбция на клетките на проксималните тубули (виж Фиг. 12.7).

За определяне на максималното количество транспорт на глюкоза (T mG) достигат пълно насищане на своята тръбна транспортна система. За тази цел глюкозата се вкарва в кръвта, като се увеличава концентрацията й в гломерулния филтрат, докато се достигне прагът на реабсорбция и глюкозата започне да се екскретира в значителни количества с урината. Размер T mG се изчислява от разликата между количеството глюкоза, филтрирана в гломерулите (равно на произведението на обема на гломерулния филтрат ° СОтносно концентрацията на глюкоза в плазмата П G) и се екскретира в урината (U G -концентрация на глюкоза в урината, V- обем на отделената урина):

величина T mG характеризира пълното натоварване на транспортната система за глюкоза. При мъжете е 2,08 mmol/min (375 mg/min), при жените е 1,68 mmol/min (303 mg/min), изчислено на 1,73 m 2 телесна повърхност.

Като използваме глюкозата като пример, можем да разгледаме мембранаИ механизми на клетъчна реабсорбциямонозахариди и аминокиселини в

бъбречни тубули. В апикалната мембрана на клетките на проксималните тубули глюкозата се свързва с транспортер, който трябва едновременно да прикрепи Na + йон, след което комплексът придобива способността да се транспортира през мембраната. В резултат на това и глюкозата, и натрият навлизат в клетъчната цитоплазма. Тъй като мембраната е силно селективна и еднопосочна пропусклива, тя не позволява на глюкозата да премине обратно от клетката в лумена на тубула. Източникът на енергия за пренос на глюкоза през апикалната мембрана е по-ниската концентрация на Na + в клетъчната цитоплазма, която се отстранява от Na, K-ATPase, локализирана в базалната плазмена мембрана на клетката. Този процес се нарича вторичен активен транспорт,когато прехвърлянето на вещества по време на тяхната абсорбция от лумена на тубула в кръвта се извършва срещу градиента на концентрация, но без изразходването на клетъчна енергия върху него. Той се изразходва за транспортиране на натриеви йони. Извиква се първичен активентранспорт в случай, когато веществото се пренася срещу електрохимичен градиент поради енергията на клетъчния метаболизъм. Повечето ярък примере транспортът на Na + йони, който се осъществява с участието на ензима Na, K-ATPase, който консумира ATP енергия. Веднъж освободена от транспортера, глюкозата навлиза в цитоплазмата, достига до базалната плазмена мембрана и преминава през нея по механизма на улеснена дифузия.

Протеини и аминокиселини. Ултрафилтрацията води до навлизане на неелектролити и електролити в лумена на нефрона. За разлика от електролитите, които след като са проникнали през апикалната мембрана, достигат до базалната плазмена мембрана непроменени и се транспортират в кръвта, протеиновият трансфер се осигурява от различен механизъм, т.нар. пиноцитоза.Филтрираните протеинови молекули се адсорбират върху повърхностната мембрана на клетката, мембраната инвагинира в клетката, за да образува пиноцитозна вакуола. Тази вакуола се придвижва към базалната част на клетката; в перинуклеарната област, където е локализиран ламеларният комплекс (апарат на Голджи), те могат да се слеят с лизозоми, в които активността на редица протеолитични ензими е висока. В лизозомите уловените протеини се разграждат до аминокиселини чрез ензимна хидролиза и се отстраняват в кръвта през базалната плазмена мембрана.

Аминокиселините, филтрирани в гломерулите, се реабсорбират почти напълно от клетките на проксималния тубул. В луминалната мембрана има поне четири отделни механизма за транспортиране на аминокиселини от лумена на тубула в кръвта: специални системи за реабсорбция за неутрални, двуосновни, дикарбоксилни аминокиселини и иминокиселини. Всяка от тези системи осигурява усвояването на няколко аминокиселини само от една група. Например, двуосновната система за реабсорбция на аминокиселини участва в абсорбцията на лизин, аргинин, орнитин и, вероятно, цистин. Когато в кръвта се въведе излишък от една от горните аминокиселини, започва повишена екскреция

останалите аминокиселини само от тази група. Транспортните системи на отделните групи аминокиселини се контролират от отделни генетични механизми. Описано наследствени заболявания, едно от проявленията на което е повишеното отделяне определени групиаминокиселини.

Наскоро бяха получени доказателства, че дипептидите и трипептидите могат да се реабсорбират непроменени в бъбречните тубули. Пептидни хормони, филтрирани в бъбречните гломерули, се хидролизират частично и се връщат в кръвта под формата на аминокиселини, а частично се екскретират с урината.

Екскрецията на слаби киселини и основи в урината зависи от тяхната ултрафилтрация в гломерулите, реабсорбция и секреция в проксималните тубули, както и от „нейонна дифузия“, чието влияние е особено очевидно в дисталните тубули и събирателните канали. Тези съединения могат да съществуват, в зависимост от pH на околната среда, в две форми: нейонизирана и йонизирана. Клетъчни мембранипо-пропускливи за нейонизирани вещества. Много слаби киселини се екскретират с висока скорост с алкална урина, а слабите основи, напротив, с кисела урина. При основите степента на йонизация се увеличава кисела среда, но намалява при алкална. В нейонизирано състояние тези вещества са разтворими в липиди и проникват в клетките и след това в кръвната плазма, т.е. се реабсорбират. Ако стойността на pH в тубулната течност се измести към киселинната страна, основите се йонизират и се екскретират предимно в урината. Например никотинът е слаба основа, 50% йонизиран при рН 8,1, екскретира се 3-4 пъти по-бързо при кисела урина (рН около 5), отколкото при алкална реакция (рН 7,8). Нейонната дифузия засяга екскрецията на амоний и редица лекарства от бъбреците.

Електролити. Абсорбцията на Na +, C1 - и HCO 3 - йони, филтрирани в гломерулите, изисква най-голям разход на енергия в клетките на нефрона. При хората около 24 330 mmol натрий, 19 760 mmol хлор, 4888 mmol бикарбонат се реабсорбират за 1 ден, а 90 mmol натрий, 90 mmol хлор и по-малко от 2 mmol бикарбонат се екскретират в урината. Транспортът на натрий е предимно активен, т.е. Именно за преноса му се изразходва енергията на клетъчния метаболизъм. Водеща роля в този процес играе Na,K-ATPase. В проксималните тубули при бозайниците около 2/3 от филтрирания натрий се реабсорбира. Реабсорбцията на Na + в тази тубула се извършва срещу лек градиент и концентрацията му в тубулната течност остава същата като в кръвната плазма. Всички други йони се реабсорбират в проксималния тубул. Както беше отбелязано по-горе, поради високата пропускливост на стената на този тубул за вода, течността в лумена на нефрона остава изомотична спрямо кръвната плазма.

Преди това се смяташе, че в проксималния сегмент на нефрона има задължителна (задължителна) реабсорбция,тези. при всички условия абсорбцията на Na +, Cl - и водни йони е постоянна стойност. Напротив, в дисталните извити тубули и

Мембранни механизми на Na + транспорт в клетките различни отделинефрон
Базалните мембрани на всички типове клетки съдържат Na, K + ATPase, което осигурява обмена на Na + йони за K + йони. Котранспортната система на Na + и глюкоза (G), натриевите канали и котранспортната система на някои други йони са локализирани в луминалната мембрана; стрелките показват области на нефрона, където се намират клетки от съответните типове

събирателни канали, реабсорбцията на йони и вода може да се регулира, стойността му варира в зависимост от функционалното състояние на тялото. резултати най-новите изследванияпоказват, че под въздействието на импулси, пристигащи по протежение на еферентните нервни влакна към бъбрека, и под действието на физиологично активни вещества (например един от натриуретичните хормони), реабсорбцията на натрий също се регулира в проксималния нефрон." Това е особено важно ясно се разкрива с увеличаване на обема на вътресъдовата течност, когато намаляването на реабсорбцията в проксималния тубул насърчава повишена екскреция на йони и вода и по този начин възстановява кръвния обем.

В резултат на реабсорбцията на повечето компоненти на ултрафилтрата и водата в проксималния тубул, обемът на първичната урина рязко намалява и около 1/3 от течността, филтрирана в гломерулите, навлиза в началния участък на контура на Henle при бозайници. В бримката на Хенле се абсорбира до 25% от натрия, който навлиза в нефрона по време на филтриране, в дисталната извита тубула - около 9%; по-малко от 1% натрий се реабсорбира в събирателните канали или се екскретира в урината. В крайните тубули концентрацията на натрий може да намалее до 1 mmol/L в сравнение със 140 mmol/L в гломерулния филтрат. В дисталния сегмент на нефрона и събирателните канали, за разлика от проксималния

сегмент, абсорбцията настъпва срещу висока концентрация и електрохимични градиенти.

Клетъчни механизми Na реабсорбция+ , подобно на други йони, може да се различава значително в различните части на нефрона (фиг. 12.9). В клетките на проксималния тубул навлизането на натрий през луминалната мембрана в клетката се осигурява от редица механизми. Може да се свърже с обмена на Na + за протони (Na + /H +), както и с активността на натриево-зависими аминокиселини и преносители на глюкоза. В луминалната мембрана на клетките на дебелия възходящ крайник на бримката на Хенле Na + йонът навлиза в клетката едновременно с K + йон и два Cl - йона; тази система е блокирана от страната на лумена на тубула фуроземид.В дисталния извит тубул, преминаването на Na + йон през натриевия канал, чийто специфичен блокер е амилоридВъв всички случаи натриевите йони, влизащи в клетката, се отстраняват от нея от Na, K-ATPase, локализирана в базалната плазмена мембрана.

Следователно молекулярните механизми на реабсорбцията на натриевите йони не са еднакви в различни областинефрон. Това определя разликата в скоростта на реабсорбция и методите за регулиране на натриевия трансфер.

Електрофизиологичните изследвания на клетките на нефрона потвърждават горните идеи за пасивни и активни компонентисистеми за реабсорбция на натрий. По време на реабсорбцията натрият първоначално навлиза в тубулната епителна клетка пасивно през натриевия канал на мембраната, обърната към тубулния лумен; вътрешна частКлетката е отрицателно заредена и следователно положително зареденият Na се придвижва в клетката по потенциален градиент. Натрият се насочва към базалната плазмена мембрана, която съдържа натриева помпа, която го освобождава в междуклетъчната течност (фиг. 12.10).

Регулиране на реабсорбцията и секрецията на йони в бъбречните тубули. Еферентите участват в регулацията на натриевата реабсорбция нервни влакна, подходящи за бъбреците, и някои хормони (фиг. 12.11). Вазопресинподобрява абсорбцията на натрий в клетките на дебелата възходяща бримка на Henle. Механизмът на този ефект се основава на вътреклетъчното действие на сАМР. Друг стимулатор на натриевата реабсорбция е алдостерон,което повишава транспорта на Na + в дисталните клетки на бъбречните тубули. От извънклетъчната течност този хормон прониква през базалната плазмена мембрана в клетъчната цитоплазма и се свързва с рецептора. Полученият комплекс навлиза в ядрото, където се образува комплекс от алдостерон със стереоспецифичен хроматин.

Изглежда, че нехистонов хромозомен протеин участва в свързването на алдостерона; молекулите на алдостерона са свързани от ядрото на бъбречната клетка. В ядрото се стимулира транскрипцията на определена част от генетичния код, синтезираната иРНК преминава в цитоплазмата и активира образуването на протеини, необходими за увеличаване на транспорта на Na +.

Транспорт на Na+ и K+ от дисталната извита тубулна клетка

Алдостеронът стимулира образуването на компоненти на натриевата помпа (Na, K-ATPase), ензими за нейното енергийно снабдяване, както и вещества, които улесняват навлизането на Na + в клетката от лумена на тубула. При нормални физиологични условия един от факторите, ограничаващи реабсорбцията на натрий, е ниската пропускливост на апикалната плазмена мембрана. Увеличаването на броя на натриевите канали в мембраната (или времето, през което са отворени) увеличава навлизането на натрий в клетката и увеличава съдържанието му в нея, което стимулира активния транспорт на натрий.

Намаляване на натриевата реабсорбция се постига под въздействието на т.нар натриуретичен хормон,чието производство се увеличава с увеличаване на обема на циркулиращата кръв и увеличаване на обема на извънклетъчната течност в тялото. Структурата и мястото на секреция на този хормон са установени само при последните години, въпреки че идеята за съществуването му е изразена в края на 50-те години. Оказа се, че има няколко такива фактора: един от тях се откроява

1 - натриуретичен хормон, 2 - катехоламини, 3 - глюкортикоиди, 4 - паратироиден хормон, 5 - калдитонин, 6 - вазопресин, 7 - алдостерон

в атриума, другият в хипоталамусната област; редица натриуретични вещества са изолирани от някои други органи. Понастоящем все още не е изяснено значението на всеки от тях в реалните процеси на регулиране на натриевия метаболизъм.

Йонна реабсорбция Cl - възниква в някои части на нефрона чрез механизми, различни от реабсорбцията на Na +, което прави възможно отделното регулиране на отделянето на натрий и хлор от бъбреците. В началните части на проксималния нефрон стената му е непроницаема за C1 йони - Na йони се абсорбират заедно с HCO 3 -. В резултат концентрацията на С1 - се повишава от 103 на 140 mmol/l. В крайните участъци на проксималния тубул зоната на междуклетъчните връзки е пропусклива за Cl - йони. Тъй като концентрацията на Cl - в тубулната течност е станала по-висока, отколкото в кръвната плазма, Cl - се движи по концентрационния градиент в междуклетъчната течност и кръвта. Хлорните йони са последвани от натриевите йони.

Механизмът на реабсорбция на хлоридни йони в клетките на дебелия възходящ край на бримката на Хенле е различен. Луминалната мембрана има уникален молекулярен механизъм за транспорт на C1 - йони, като в същото време се абсорбират Na + и K + йони. В дисталния извит тубул и събирателните канали Na + йони се транспортират активно през клетките, последвани от Cl - йони по електрохимичния градиент.

Разликата в методите за реабсорбция на хлорните йони е важна за разбирането на разнообразието от молекулярни механизми на йонна реабсорбция. Трябва специално да се подчертае, че за този процес е важна не само разликата в свойствата на йонните канали и йонните носители в луминалната мембрана на клетките, но и уникалните свойства на клетъчната контактна зона. В началните части на нефрона те са непропускливи за неелектролити и С1 - йони; В дисталния сегмент на нефрона и събирателните канали зоната на клетъчните контакти е много слабо пропусклива за разтворени вещества, което им позволява да се екскретират от бъбреците.

Калият, калцият, магнезият, фосфатите, сулфатите и микроелементите се реабсорбират в бъбречните тубули. Бъбреците са най-важният ефекторен орган в системата за йонна хомеостаза. Последните данни показват съществуването на системи в тялото, които регулират баланса на всеки йон. За някои от йоните вече са описани специфични рецептори, например натриорецептори.Появиха се първите данни за рефлексната регулация на йонния транспорт в бъбречните тубули, включително рецепторите, централния апарат и еферентните пътища за предаване на сигнала към бъбреците.

Регулиране на йонната реабсорбция Ca 2+ в бъбречните тубули извършва серия от хормони.Когато концентрацията на калций в кръвта намалее, паращитовидните жлези секретират паратироиден хормон,което помага за нормализиране на нивото на Ca 2+ в кръвта чрез увеличаване на неговата реабсорбция в бъбречните тубули и увеличаване на резорбцията

1 - бъбрек, 2 - черва, 3 - храна, 4 - черен дроб, 5 - кръвна плазма, 6 - щитовидната жлеза, 7 - кост, 8 - паращитовидна жлеза; пунктираните стрелки показват промени в реакцията с повишаване или намаляване на концентрацията на калций в кръвта

кости (фиг. 12.12). При хиперкалциемия се стимулира освобождаването на тиреоиден хормон в кръвта - тиреокалцитонин,което намалява концентрацията на калций в кръвта и увеличава отделянето му от бъбреците. Активната форма на витамин D 3 - 1,25 (OH) 2- D 3 - играе важна роля в регулирането на метаболизма на Ca 2+. Нивото на реабсорбция на магнезий, хлор, сулфати и други йони се регулира в бъбречните тубули.

Има пет вида ефекти на хормоните върху целевите тъкани: метаболитен, морфогенетичен, кинетичен, коригиращ и реактогенен.

1. Метаболитно действие на хормоните

Метаболитно действиехормони - предизвиква промени в метаболизма в тъканите. Това се дължи на три основни хормонални влияния.
Първо, хормоните променят пропускливостта на клетъчните мембрани и органелите, което променя условията на мембранния транспорт на субстрати, ензими, йони и метаболити и съответно всички видове метаболизъм.
Второ, хормоните променят активността на ензимите в клетката, което води до промени в тяхната структура и конфигурация, улеснява връзките с кофактори, намалява или увеличава интензивността на разграждането на ензимните молекули, стимулира или потиска активирането на проензимите.
трето, хормоните променят синтеза на ензими, като индуцират или потискат тяхното образуване поради влиянието си върху генетичния апарат на клетъчното ядро, както пряко възпрепятствайки процесите на синтеза на нуклеинови киселини и протеини, така и индиректно чрез енергийно и субстратно-ензимно осигуряване на тези процеси. Метаболитните промени, причинени от хормони, са в основата на промените във функцията на клетките, тъканите или органите.

2. Морфогенетичен ефект хормони

Морфогенетичен ефект - влиянието на хормоните върху процесите на образуване, диференциация и растеж на структурни елементи. Тези процеси се осъществяват поради промени в генетичния апарат на клетката и метаболизма. Примерите включват ефекта на соматотропина върху растежа на тялото и вътрешни органи, полови хормони - върху развитието на вторичните полови белези.

3. Кинетично действие на хормоните

Кинетичното действие е способността на хормоните да задействат дейността на ефектор, за да позволят изпълнението на определена функция. Например, окситоцинът предизвиква свиване на мускулите на матката, адреналинът предизвиква разграждането на гликогена в черния дроб и освобождаването на глюкоза в кръвта, вазопресинът включва реабсорбцията на вода в събирателните канали на нефрона, което не се случва без него.

4. Коригиращи действия хормони

Коригиращото действие е промяна в дейността на органи или процеси, които се случват при липса на хормона. Пример за коригиращ ефект на хормоните е ефектът на адреналина върху сърдечната честота, активирането на окислителните процеси от тироксина и намаляването на реабсорбцията на калиеви йони в бъбреците под въздействието на алдостерон. Вид коригиращо действие е нормализиращият ефект на хормоните, когато тяхното въздействие е насочено към възстановяване на променен или дори нарушен процес. Например, когато първоначално преобладават анаболните процеси на протеиновия метаболизъм, глюкокортикоидите предизвикват катаболен ефект, но ако първоначално преобладава разграждането на протеините, глюкокортикоидите стимулират техния синтез.

В по-широк смисъл се определя зависимостта на величината и посоката на ефекта на хормона от метаболитните или функционалните характеристики, съществуващи преди неговото действие правилото за първоначалното състояниеяния,описани в началото на главата. Правилото за начално състояние показва, че хормоналният ефект зависи не само от броя и свойствата на хормоналните молекули, но и от реактивността на ефектора, определена от броя и свойствата на мембранните рецептори за хормона. Реактивността в този контекст се отнася до способността на ефектора да реагира с определена величина и посока на отговор на действието на специфичен химичен регулатор.

5. Реактогенен ефект на хормоните

Реактогенният ефект на хормоните е способността на хормона да промени реактивността на тъканта към действието на същия хормон, други хормони или медиатори на нервните импулси. Например, калций-регулиращите хормони намаляват чувствителността на дисталния нефрон към действието на вазопресин, фоликулинът засилва ефекта на прогестерона върху маточната лигавица, а хормоните на щитовидната жлеза засилват ефектите на катехоламините. Вид реактогенно действие на хормоните е разрешителендействие, което означава способността на един хормон да даде възможност за реализиране на ефекта на друг хормон. Например, глюкокортикоидите имат разрешаващ ефект по отношение на катехоламините, т.е. За да се реализират ефектите на адреналина, е необходимо наличието на малки количества кортизол; инсулинът има пермисивно действие за соматотропин (хормон на растежа) и др хормонална регулацияе, че хормоните могат да упражняват своя реактогенен ефект не само в целевите тъкани, където концентрацията на рецептори за тях е висока, но също и в други тъкани и органи, които имат единични рецептори за хормона.