Калцитонин, или тирокалцитонин, заедно с паратиреоиден хормон паращитовидни жлезиучаства 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 калциевата реабсорбция и повишава обратно засмукванефосфати. 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 заровени вътре щитовидната жлеза. Главните или оксифилни клетки на тези жлези произвеждат паратиреоиден хормон, или паратирин, или паратироиден хормон (PTH). Паратироидният хормон регулира калциевия метаболизъм в организма и поддържа нивото му в кръвта. IN костна тъканпаратиреоидният хормон засилва функцията на остеокластите, което води до деминерализация на костите и повишени нива на калций в кръвната плазма (хиперкалцемия). В бъбреците паратироидният 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 ултравиолетова радиация. 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 появата на язви в бъбреците. стомашно-чревния трактв резултат на повишени количества гастрин 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. Кортикален слойе от мезодермален произход, медулата се развива от рудимента 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 регулацията минерален 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 мускулната маса намалява, 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 лимфоидна тъкан. Отслабването на защитните имунни реакции на организма е сериозен страничен ефект от 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. При остри стресови ситуации нивото на глюкокортикоидите в кръвта бързо се повишава. Благодарение на техните метаболитни 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 тумори на надбъбречните жлези може да се развие хиперфункция на надбъбречната кора с прекомерно производство на глюкокортикоиди. Това е така нареченият първичен хиперкортицизъм или синдром на Иценко-Кушинг. Клинични проявленияна този синдром са същите като при болестта на Иценко-Кушинг.
Бъбреци в човешкото тялоизпълняват редица функции: регулиране на обема на кръвта и междуклетъчната течност, отстраняване на продуктите на разпадане, стабилизиране на киселинно-алкалния баланс, регулиране на водно-солевия баланс и т.н. Всички тези проблеми се решават благодарение на образуването на урина. Тубулната реабсорбция е един от етапите на този процес.
Тубулна реабсорбция
Бъбреците отделят до 180 литра първична урина на ден. Тази течност не се отстранява от тялото: така нареченият филтрат преминава през тубулите, където почти цялата течност се абсорбира и необходимите за живота вещества - аминокиселини, микроелементи, витамини - се връщат в кръвта. Продуктите от разлагането и метаболизма се отстраняват с вторична урина. Обемът му е много по-малък - около 1,5 литра на ден.
Ефективността на бъбрека като орган до голяма степен се определя от ефективността на тубулната реабсорбция. За да си представим механизма на процеса, е необходимо да разберем структурата на бъбречната единица.
Структура на нефрона
„Работната“ бъбречна клетка се състои от следните части.
- Бъбречното телце е гломерулна капсула с разположени вътре капиляри.
- Проксимален извит тубул.
- Примката на Хенле се състои от низходяща и възходяща част. Тънкият низходящ се намира в медулата, огъва се на 180 градуса, за да се издигне в кората до нивото на гломерула. Тази част образува възходящата тънка и дебела част.
- Дистален извит тубул.
- Крайният участък е къс фрагмент, свързан към събирателния канал.
- Събирателен канал - намира се в медулата, отвежда вторичната урина в бъбречното легенче.
Общият принцип на разположение е следният: бъбречните гломерули, проксималните и дисталните тубули са разположени в кората, а низходящите и дебелите възходящи части и събирателните канали са разположени в медулата. Тънки участъци, събирателни канали, остават във вътрешната медула.
Видеото показва структурата на нефрона:
Механизъм на реабсорбция
За извършване на тубулна реабсорбция се използват молекулярни механизми, подобни на движението на молекули през плазмените мембрани: дифузия, ендоцитоза, пасивен и активен транспорт и т.н. Най-значими са активният и пасивният транспорт.
Активен – провежда се срещу електрохимичен градиент. Реализацията му изисква енергия и специални транспортни системи.
Разглеждаме 2 вида активен транспорт:
- Първично активен - използва се енергията, освободена при разграждането на аденозинтрифосфорната киселина. По този начин например се движат йони на натрий, калций, калий и водород.
- Вторично активно - не се губи енергия при прехвърляне. Движеща силаима разлика в концентрацията на натрий в цитоплазмата и луменът на тубула задължително включва натриев йон. По този начин глюкозата и аминокиселините преминават през мембраната. Разликата в количеството натрий - по-малко в цитоплазмата, отколкото навън - се обяснява с освобождаването на натрий в междуклетъчната течност с участието на АТФ.
След преминаване през мембраната комплексът се разделя на носител - специален протеин, натриев йон и глюкоза. Транспортерът се връща в клетката, където е готов да прикрепи следващия метален йон. Глюкозата от междуклетъчната течност се влива в капилярите и се връща обратно в кръвния поток. Глюкозата се реабсорбира само в проксималната област, тъй като само тук се образува необходимият транспортер.
Аминокиселините се абсорбират по подобен начин. Но процесът на реабсорбция на протеини е по-сложен: протеинът се абсорбира чрез пиноцитоза - улавянето на течност от клетъчната повърхност, в клетката се разпада на аминокиселини и след това преминава в междуклетъчната течност.
Пасивен транспорт - абсорбцията се извършва по протежение на електрохимичен градиент и не изисква подкрепа: например абсорбция на хлорни йони в дисталния тубул. Възможно е да се движите по концентрационни, електрохимични и осмотични градиенти.
Всъщност реабсорбцията се извършва по схеми, които включват най-много различни начинитранспорт. Освен това, в зависимост от областта на нефрона, веществата могат да се абсорбират по различен начин или изобщо да не се абсорбират.
Например, водата се абсорбира във всяка част на нефрона, но по различни методи:
- около 40–45% от водата се абсорбира в проксималните тубули чрез осмотичен механизъм - следващи йони;
- 25–28% от водата се абсорбира в контура на Хенле чрез механизъм за въртене и противоток;
- в дисталните извити тубули се абсорбира до 25% вода. Освен това, ако в двата предходни участъка водата се абсорбира независимо от водното натоварване, тогава в дисталните участъци процесът се регулира: водата може да се екскретира с вторична урина или да се задържи.
Обемът на вторичната урина достига само 1% от първичния обем.
Видеото показва процеса на реабсорбция:
Движение на реабсорбирано вещество
Има 2 метода за преместване на реабсорбираното вещество в междуклетъчната течност:
- парацелуларен - преходът се осъществява през една мембрана между две плътно свързани клетки. Това е например дифузия или транспорт с разтворител, тоест пасивен транспорт;
- трансцелуларен - „през клетката“. Веществото преодолява 2 мембрани: луминална или апикална, която отделя филтрата в лумена на тубула от клетъчната цитоплазма и базолатерална, която действа като бариера между интерстициалната течност и цитоплазмата. Поне един преход се осъществява с помощта на активния транспортен механизъм.
Видове
IN различни отделинефрон се реализират различни методиреабсорбция. Следователно на практика често се използва разделяне според характеристиките на работата:
- проксимална част - извита част от проксималния тубул;
- тънък – части от бримката на Хенле: тънък възходящ и низходящ;
- дистален - дисталният извит тубул, свързващ дебелия възходящ крайник на бримката на Хенле.
Проксимален
Тук се абсорбира до 2/3 от водата, както и глюкоза, аминокиселини, протеини, витамини и голямо количество калциеви, калиеви, натриеви, магнезиеви и хлорни йони. Проксималната тубула е основният доставчик на глюкоза, аминокиселини и протеини в кръвта, така че този етап е задължителен и не зависи от натоварването.
Схемите на реабсорбция са различни, което се определя от вида на абсорбираното вещество.
Глюкозата в проксималните тубули се абсорбира почти напълно. От лумена на тубула в цитоплазмата той преминава през луминалната мембрана посредством контратранспорт. Това е вторичен активен транспорт, който изисква енергия. Използва се този, който се освобождава, когато натриевият йон се движи по електрохимичния градиент. След това глюкозата преминава през базолатералната мембрана чрез дифузия: глюкозата се натрупва в клетката, което осигурява разлика в концентрацията.
Необходима е енергия при преминаване през луминалната мембрана; прехвърлянето през втората мембрана не изисква разход на енергия. Съответно основният фактор за усвояването на глюкозата е първичният активен транспорт на натрий.
Аминокиселините, сулфатът, неорганичният калциев фосфат и хранителните вещества се реабсорбират по същия начин. органична материя.
Протеините с ниско молекулно тегло навлизат в клетката чрез пиноцитоза и се разграждат до аминокиселини и дипептиди в клетката. Този механизъм не осигурява 100% усвояване: част от протеина остава в кръвта, а част се отстранява с урината - до 20 g на ден.
Поради ниската им степен на дисоциация, слабите органични киселини и слабите основи се реабсорбират чрез нейонна дифузия. Веществата се разтварят в липидната матрица и се абсорбират по градиент на концентрация. Абсорбцията зависи от нивото на pH: с намаляването му дисоциацията на киселините намалява и дисоциацията на основите се увеличава. При високи нива на рН дисоциацията на киселините се увеличава.
Тази функция е използвана при извеждането токсични вещества: в случай на отравяне в кръвта се въвеждат лекарства, които я алкализират, което повишава степента на дисоциация на киселините и помага за отстраняването им с урината.
Примка на Хенле
Ако в проксималния тубул металните йони и водата се реабсорбират в почти равни пропорции, тогава в бримката на Хенле се абсорбират главно натрий и хлор. Водата се абсорбира от 10 до 25%.
В контура на Хенле е реализиран ротационно-противоточен механизъм, базиран на особеностите на местоположението на низходящите и възходящите части. Низходящата част не абсорбира натрий и хлор, но остава пропусклива за вода. Възходящият абсорбира йони, но се оказва непроницаем за водата. В резултат на това абсорбцията на натриев хлорид от възходящата част определя степента на абсорбция на вода от низходящата част.
Първичният филтрат постъпва в началната част на низходящия контур, където осмотичното налягане е по-ниско от налягането на междуклетъчната течност. Урината се спуска в цикъл, освобождавайки вода, но задържайки натриеви и хлоридни йони.
Тъй като водата се отстранява, осмотичното налягане във филтрата се увеличава и достига максималната си стойност в точката на поврат. След това урината следва възходящ път, задържайки вода, но губейки натриеви и хлоридни йони. Хипоосмотичната урина навлиза в дисталния тубул - до 100–200 mOsm/l.
По същество урината се концентрира в низходящата верига на Хенле и се разрежда във възходящата верига.
Видеото показва структурата на цикъла на Hentle:
Дистална
Дисталният тубул слабо пропуска вода и органичните вещества изобщо не се абсорбират тук. В този отдел се извършва по-нататъшно развъждане. Около 15% от първичната урина навлиза в дисталния тубул и около 1% се екскретира.
Докато се движи по дисталния тубул, той става все по-хиперосмотичен, тъй като тук се абсорбират главно йони и частично вода - не повече от 10%. Разреждането продължава в събирателните канали, където се образува крайната урина.
Особеност на този сегмент е способността за регулиране на абсорбцията на вода и натриеви йони. За водата регулаторът е антидиуретичният хормон, а за натрият – алдостеронът.
норма
За оценка на функционалността на бъбреците се използват различни параметри: биохимичният състав на кръвта и урината, стойността на способността за концентрация, както и частични показатели. Последните също включват показатели за тубулна реабсорбция.
Скорост на гломерулна филтрация - показва екскреторния капацитет на органа; това е скоростта на филтриране на първичната урина, която не съдържа протеин през гломерулния филтър.
Тубулната реабсорбция показва абсорбционен капацитет. И двете стойности не са постоянни и се променят през деня.
Нормалната GFR е 90–140 ml/min. Нивото му е най-високо през деня, вечер намалява, а сутрин е най-ниско. При физическо натоварване, шок, бъбречна или сърдечна недостатъчност и други заболявания GFR пада. Може да се увеличи в началните стадии на диабет и хипертония.
Тубулната реабсорбция не се измерва директно, а се изчислява като разликата между GFR и минутното отделяне на урина, като се използва формулата:
P = (GFR - D) x 100 / GFR, където,
- GFR – скорост на гломерулна филтрация;
- D – минутна диуреза;
- P – тубулна реабсорбция.
При намаляване на кръвния обем - операция, кръвозагуба, се наблюдава увеличаване на тубулната реабсорбция в посока на растеж. При прием на диуретици и при някои бъбречни заболявания той намалява.
Нормата за тубулна реабсорбция е 95–99%. Оттук и голямата разлика между обема на първичната урина – до 180 литра, и обема на вторичната урина – 1–1,5 литра.
За да получат тези стойности, те прибягват до теста на Rehberg. С негова помощ се изчислява клирънсът - коефициентът на пречистване на ендогенния креатинин. С помощта на този показател се изчислява GFR и количеството на тубулната реабсорбция.
Пациентът се държи в легнало положение за 1 час. През това време се събира урина. Анализът се извършва на празен стомах.
След половин час се взема кръв от вената.
След това се открива количеството креатинин в урината и кръвта и GFR се изчислява по формулата:
GFR = M x D / P, където
- М – ниво на креатинин в урината;
- P – ниво на веществото в плазмата
- D – минутен обем на урината. Изчислява се чрез разделяне на обема на времето за освобождаване.
Въз основа на данните можете да класифицирате степента на увреждане на бъбреците:
- Намаляването на скоростта на филтрация до 40 ml/min е признак на бъбречна недостатъчност.
- Намаляването на GFR до 5–15 ml/min показва терминален стадийболест.
- Намаляването на CR обикновено следва натоварване с вода.
- Увеличаването на CR е свързано с намаляване на кръвния обем. Причината може да бъде загуба на кръв, както и нефрит - при това заболяване гломерулният апарат е повреден.
Нарушена тубулна реабсорбция
Регулиране на тубулната реабсорбция
Кръвообращението в бъбреците е относително автономен процес. При промяна на кръвното налягане от 90 до 190 мм. rt. Изкуство. налягането в бъбречните капиляри се поддържа на нормални нива. Тази стабилност се обяснява с разликата в диаметъра между аферентните и еферентните кръвоносни съдове.
Най-много са две значими методи: миогенна авторегулация и хуморална.
Миогенен - с повишаване на кръвното налягане стените на аферентните артериоли се свиват, т.е. по-малък обем кръв навлиза в органа и налягането пада. Констрикцията най-често се причинява от ангиотензин II, тромбоксаните и левкотриените действат по същия начин. Вазодилататорите са ацетилхолин, допамин и т.н. В резултат на тяхното действие налягането в гломерулните капиляри се нормализира, за да се поддържа нормално ниво SKF.
Хуморално - тоест с помощта на хормони. Всъщност основният индикатор за тубулната реабсорбция е нивото на абсорбция на вода. Този процес може да бъде разделен на 2 етапа: задължителен - този, който протича в проксималните тубули и е независим от водното натоварване, и зависим - осъществява се в дисталните тубули и събирателните канали. Този етап се регулира от хормони.
Главен сред тях е вазопресинът, антидиуретичен хормон. Той задържа вода, тоест насърчава задържането на течности. Хормонът се синтезира в ядрата на хипоталамуса, преминава към неврохипофизата и оттам навлиза в кръвния поток. В дисталните части има рецептори за ADH. Взаимодействието на вазопресин с рецепторите води до подобряване на пропускливостта на мембраната за вода, поради което се абсорбира по-добре. В този случай ADH не само повишава пропускливостта, но и определя нивото на пропускливост.
Поради разликата в налягането в паренхима и дисталния тубул, водата от филтрата остава в тялото. Но на фона на ниската абсорбция на натриеви йони, диурезата може да остане висока.
Абсорбцията на натриеви йони се регулира от алдостерон, както и от натриуретичен хормон.
Алдестеронът насърчава тубулната реабсорбция на йони и се образува, когато нивото на натриевите йони в плазмата намалява. Хормонът регулира създаването на всички механизми, необходими за транспортирането на натрий: апикалния мембранен канал, транспортера, компонентите на натриево-калиевата помпа.
Ефектът му е особено силен в областта на събирателните канали. Хормонът "работи" както в бъбреците, така и в жлезите и в стомашно-чревния тракт, като подобрява усвояването на натрий. Алдостеронът също регулира чувствителността на рецепторите към ADH.
Алдостеронът се появява по друга причина. Когато кръвното налягане се понижи, се синтезира ренин, вещество, което контролира съдовия тонус. Под влияние на ренина аг-глобулинът се трансформира от кръвта в ангиотензин I и след това в ангиотензин II. Последният действа като мощен вазоконстриктор. В допълнение, той задейства производството на алдостерон, който причинява реабсорбцията на натриеви йони, което води до задържане на вода. Този механизъм - задържане на вода и вазоконстрикция - създава оптимално кръвно налягане и нормализира кръвния поток.
Натриуретичният хормон се образува в атриума, когато се разтяга. Попадайки в бъбреците, веществото намалява реабсорбцията на натриеви и водни йони. В същото време количеството вода, което навлиза във вторичната урина, се увеличава, което намалява общия обем на кръвта, т.е. разтягането на предсърдията изчезва.
В допълнение, други хормони също влияят върху нивото на тубулна реабсорбция:
- паратироиден хормон - подобрява усвояването на калций;
- тирокалцитонин - намалява нивото на реабсорбция на този метален йон;
- адреналин - неговият ефект зависи от дозата: в малко количество адреналинът намалява GFR филтрацията, в голяма доза - тук се увеличава тубулната реабсорбция;
- тироксин и соматропен хормон - повишават диурезата;
- инсулин – подобрява усвояването на калиеви йони.
Механизмът на въздействие е различен. По този начин пролактинът повишава пропускливостта на клетъчната мембрана за вода, а паратиринът променя осмотичния градиент на интерстициума, като по този начин повлиява осмотичния транспорт на водата.
Тубулната реабсорбция е механизъм, който предизвиква връщане на вода, микроелементи и хранителни веществав кръвта. Извършва се връщане - реабсорбция, във всички части на нефрона, но по различни схеми.
Вътрешната секреция (инкреция) е секреция на специализирани биологични активни вещества - хормони- във вътрешната среда на тялото (кръв или лимфа). Срок "хормон"за първи път е приложен към секретин (чревния хормон) от Старлинг и Бейлис през 1902 г. Хормоните се различават от други биологично активни вещества, например метаболити и медиатори, тъй като те, първо, се образуват от високоспециализирани ендокринни клетки, и второ, влияят върху тъканите, отдалечени от жлезата чрез вътрешната среда, т. имат далечен ефект.
Най-древната форма на регулиране е хуморално-метаболитен(дифузия на активните вещества към съседните клетки). Тя вътре различни формисреща се при всички животни, особено ясно се проявява в ембрионалния период. С развитието си нервната система се подчини на хуморално-метаболитната регулация.
Истински жлези вътрешна секрециясе появи късно, но в ранните етапи на еволюцията има невросекреция. Невросекретите не са медиатори. Медиаторите са по-прости съединения, работят локално в областта на синапса и бързо се разрушават, докато невросекретите са протеинови вещества, разграждат се по-бавно и действат на голямо разстояние.
С появата кръвоносна системаневросекрети започнаха да се освобождават в нейната кухина. Тогава стана специално образованиеда се натрупват и променят тези секрети (при пръстенените риби), след това външният им вид се усложнява и самите епителни клетки започват да отделят секретите си в кръвта.
Ендокринните органи имат разнообразен произход. Някои от тях са възникнали от сетивните органи (епифизата - от третото око). Други ендокринни жлези са се образували от екзокринните жлези (щитовидната). Бранхиогенните жлези са образувани от остатъците от временни органи (тимус, паращитовидни жлези). Стероидните жлези произхождат от мезодермата, от стените на целома. Половите хормони се секретират от стените на жлезите, съдържащи зародишни клетки. Така различните ендокринни органи имат различен произход, но всички те са възникнали като допълнителен начин на регулиране. Съществува единна неврохуморална регулация, в която водеща роля играе нервната система.
Защо се формира такова допълнение към нервната регулация? Невронната комуникация е бърза, прецизна и локално адресирана. Хормоните действат по-широко, по-бавно, по-дълго. Те осигуряват продължителна реакция без участието на нервната система, без постоянни импулси, което е неикономично. Хормоните имат дълго последействие. Когато се изисква бърза реакция, работи нервната система. Когато е необходима по-бавна и по-упорита реакция на бавни и дълготрайни промени в околната среда, хормоните работят (пролет, есен и т.н.), осигурявайки всички адаптивни промени в тялото, включително сексуалното поведение. При насекомите хормоните напълно осигуряват всички метаморфози.
Нервната система действа върху жлезите по следните начини:
1. Чрез невросекреторни влакна на автономната нервна система;
2.Чрез невросекрети – образуване на т.нар. освобождаващи или инхибиращи фактори;
3. Нервната система може да промени чувствителността на тъканите към хормоните.
Хормоните влияят и на нервната система. Има рецептори, които реагират на АСТН, на естрогени (в матката), хормони влияят на БНД (полови), активността на ретикуларната формация и хипоталамуса и т.н. Хормоните влияят на поведението, мотивацията и рефлексите и участват в реакциите на стрес.
Има рефлекси, в които хормоналната част е включена като връзка. Например: студ - рецептор - централна нервна система - хипоталамус - освобождаващ фактор - секреция на тироид-стимулиращ хормон - тироксин - повишаване на клетъчния метаболизъм - повишаване на телесната температура.
Невросекреция. Невросекрецията е способността на специализирани нервни клетки да синтезират и освобождават пептиди в кръвта и цереброспиналната течност, наречени неврохормони. Тази функция се изпълнява предимно от невроните на хипоталамуса. Невросекрецията, образувана в клетъчната сома, се съхранява под формата на гранули и чрез аксонален транспорт се транспортира или за съхранение в задния лоб на хипофизната жлеза (вазопресин и окситоцин), или чрез аксовазални контакти навлиза в капилярите на портала вена на хипофизната жлеза и се транспортира чрез кръвния поток до аденохипофизата или навлиза в цереброспиналната течност (вазопресин, окситоцин, невротензин и др.), или се прехвърлят в други части на мозъка, където пептидите, освободени от аксоните, действат като медиатори или модулатори на нервните процеси.
Всички пептидни неврохормони, в зависимост от техните биологични ефекти и целеви органи, се разделят на 3 групи:
1. Висцеро-рецептивни неврохормони, които имат преобладаващ ефект върху висцералните органи (вазопресин, окситоцин).
2. Неврорецептивни неврохормони или невромодулатори, притежаващи изразени ефективърху функциите на нервната система и имат аналгетично, седативно, каталептично, мотивационно, поведенческо и емоционално действие, въздействие върху паметта и мисленето (ендорфини, енкефалини, невротензин, вазопресин и др.).
3. Аденохипофизиотропни неврохормони, които регулират активността на жлезистите клетки на аденохипофизата ((стимулатори на хипофизните хормони - либерини и инхибитори - статини).
Централната нервна система има два контролни пътя ендокринни органи- директни (мозъчно-жлезисти) и индиректни (мозъчно-хипофизни (Pituitarium - хипофизна жлеза)). И двата пътя се използват широко в тялото.
Видове хормонални ефекти.
Хормоните са достатъчно широк кръгефекти върху клетките, органите и тъканите на тялото.
1.Метаболитен ефект.. Влиянието на хормоните върху метаболизма се осъществява чрез промяна на пропускливостта на мембраната за субстрати и коензими, чрез промяна на количеството, активността и афинитета на ензимите, чрез влияние върху генетичния апарат.
2.Морфогенетичен ефект. Влиянието на хормоните върху процесите на клетъчно образуване, диференциация и растеж, метаморфоза. Осъществява се чрез промяна на генетичния апарат на клетките и метаболизма, включително прием, усвояване, транспорт и изхвърляне на пластични вещества. Примерите включват ефекта на соматотропина върху растежа на тялото, половите хормони върху развитието
вторични полови белези и др.
3.Кинетичен ефект.Действието на хормони, което задейства активността на ефектора, включително определен вид дейност. Например окситоцинът предизвиква свиване на мускулите на матката, тиротропинът предизвиква синтеза и секрецията на хормони на щитовидната жлеза, адреналинът предизвиква разграждането на гликогена и освобождаването на глюкоза в кръвта.
4. Коригиращ ефект. Действието на хормоните, което променя активността на органите или процесите, които се случват при липса на хормон. Вид коригиращ ефект е нормализиращият ефект на хормоните, когато тяхното въздействие е насочено към възстановяване на променен или нарушен процес. Пример за коригиращ ефект е ефектът на адреналина върху сърдечната честота, активирането на окислителните процеси от тироксина и намаляването на реабсорбцията на калиеви йони от алдостерона.
5.Разрешителен ефект. Ефектът на хормоните върху ефектора, позволявайки да се прояви влиянието на други регулатори, включително хормони. Например, наличието на глюкокортикоиди е необходимо за осъществяването на вазоконстрикторния ефект на симпатиковата нервна система, инсулинът и глюкокортикоидите са необходими за осъществяването на метаболитния ефект на соматотропина.
Хормонална функцияаденохипофиза.
Клетките на аденохипофизата (вижте тяхната структура и състав в курса по хистология) произвеждат следните хормони: соматотропин (хормон на растежа), пролактин, тиреотропин (стимулиращ хормон на щитовидната жлеза), фоликулостимулиращ хормон, лутеинизиращ хормон, кортикотропин (ACTH), меланотропин, бета-ендорфин, диабетогенен пептид, екзофталмичен фактор и хормон на растежа на яйчниците. Нека разгледаме по-отблизо ефектите на някои от тях.
Кортикотропин . (адренокортикотропен хормон - ACTH) се секретира от аденохипофизата в непрекъснати пулсиращи изблици, които имат ясен дневен ритъм. Секрецията на кортикотропин се регулира чрез директни и обратни връзки. Директната връзка е представена от хипоталамичния пептид - кортиколиберин, който усилва синтеза и секрецията на кортикотропин. Обратната връзка се задейства от съдържанието на кортизол в кръвта (хормон на надбъбречната кора) и се затваря както на нивото на хипоталамуса, така и на аденохипофизата, а повишаването на концентрацията на кортизол инхибира секрецията на кортикотропин и кортикотропин.
Кортикотропинът има два вида действие - надбъбречно и екстранадбъбречно. Надбъбречното действие е основното и се състои в стимулиране на секрецията на глюкокортикоиди и в много по-малка степен на минералкортикоиди и андрогени. Хормонът засилва синтеза на хормони в надбъбречната кора - стероидогенеза и протеинов синтез, което води до хипертрофия и хиперплазия на надбъбречната кора. Екстранадбъбречният ефект се изразява в липолиза на мастната тъкан, повишена секреция на инсулин, хипогликемия, повишено отлагане на меланин с хиперпигментация.
Излишъкът от кортикотропин е придружен от развитие на хиперкортицизъм с преобладаващо повишена секреция на кортизол и се нарича "болест на Иценко-Кушинг". Основните прояви са типични за излишъка на глюкокортикоиди: затлъстяване и други метаболитни промени, намаляване на ефективността на имунните механизми, развитие артериална хипертонияи възможността от диабет. Дефицитът на кортикотропин причинява недостатъчност на глюкокортикоидната функция на надбъбречните жлези с изразени метаболитни промени, както и намаляване на устойчивостта на организма към неблагоприятни условия на околната среда.
Соматотропин. . Хормонът на растежа има широк спектър от метаболитни ефекти, които осигуряват морфогенетични ефекти. Хормонът влияе върху протеиновия метаболизъм, засилвайки анаболните процеси. Стимулира доставянето на аминокиселини в клетките, протеиновия синтез чрез ускоряване на транслацията и активиране на РНК синтеза, увеличава клетъчното делене и растежа на тъканите и инхибира протеолитичните ензими. Стимулира включването на сулфат в хрущяла, тимидин в ДНК, пролин в колаген, уридин в РНК. Хормонът предизвиква положителен азотен баланс. Стимулира растежа на епифизния хрущял и замяната му с костна тъкан чрез активиране на алкалната фосфатаза.
Действие на въглехидратния метаболизъмпо два начина. От една страна, соматотропинът повишава производството на инсулин както поради директния ефект върху бета клетките, така и поради хормонално индуцираната хипергликемия, причинена от разграждането на гликогена в черния дроб и мускулите. Соматотропинът активира чернодробната инсулиназа, ензим, който разрушава инсулина. От друга страна, соматотропинът има контринсуларен ефект, като инхибира усвояването на глюкозата в тъканите. Тази комбинация от ефекти, при наличие на предразположеност към условия на прекомерна секреция, може да предизвика захарен диабет, наречен хипофизарен произход.
Ефектът върху метаболизма на мазнините е да стимулира липолизата на мастната тъкан и липолитичния ефект на катехоламините, повишавайки нивото на свободните мастни киселини в кръвта; поради прекомерния им прием в черния дроб и окисляването се увеличава образуването на кетонни тела. Тези ефекти на соматотропина също се класифицират като диабетогенни.
Ако се появи излишък на хормона в ранна възраст, се формира гигантизъм с пропорционално развитие на крайниците и багажника. Излишъкът на хормона в юношеска и зряла възраст причинява повишен растеж на епифизните области на костите на скелета, области с непълна осификация, което се нарича акромегалия. . Увеличават се и вътрешните органи - спланхомегалия.
При вроден дефицит на хормона се формира нанизъм, наречен "хипофизен нанизъм". След публикуването на романа на Дж. Суифт за Гъливер такива хора се наричат разговорно лилипути. В други случаи придобитият хормонален дефицит причинява леко забавяне на растежа.
Пролактин . Секрецията на пролактин се регулира от хипоталамичните пептиди - инхибитора пролактиностатин и стимулатора пролактолиберин. Производството на хипоталамични невропептиди е под допаминергичен контрол. Нивото на естроген и глюкокортикоиди в кръвта влияе върху количеството секреция на пролактин
и хормони на щитовидната жлеза.
Пролактинът специално стимулира развитието на млечната жлеза и лактацията, но не и нейната секреция, която се стимулира от окситоцина.
В допълнение към млечните жлези, пролактинът засяга половите жлези, като помага за поддържане на секреторната активност жълто тялои образуването на прогестерон. Пролактинът е регулатор на водно-солевия метаболизъм, намалява отделянето на вода и електролити, потенцира ефектите на вазопресин и алдостерон, стимулира растежа вътрешни органи, еритропоеза, допринася за проявата на майчинския инстинкт. В допълнение към подобряването на протеиновия синтез, той увеличава образуването на мазнини от въглехидрати, което допринася за следродилното затлъстяване.
Меланотропин . . Образува се в клетките на междинния дял на хипофизната жлеза. Производството на меланотропин се регулира от хипоталамичния меланолиберин. Основният ефект на хормона е върху меланоцитите на кожата, където предизвиква потискане на пигмента в процесите, увеличаване на свободния пигмент в епидермиса, заобикалящ меланоцитите, и увеличаване на синтеза на меланин. Повишава пигментацията на кожата и косата.
Вазопресин . . Образува се в клетките на супраоптичните и паравентрикуларните ядра на хипоталамуса и се натрупва в неврохипофизата. Основните стимули, които регулират синтеза на вазопресин в хипоталамуса и секрецията му в кръвта от хипофизната жлеза, могат да се нарекат най-общо осмотични. Те се изразяват в: а) повишаване на осмотичното налягане на кръвната плазма и стимулиране на съдовите осморецептори и осморецепторните неврони на хипоталамуса; б) повишаване на съдържанието на натрий в кръвта и стимулиране на невроните на хипоталамуса, които действат като натриеви рецептори; в) намаляване на централния обем на циркулиращата кръв и кръвното налягане, възприемано от обемните рецептори на сърцето и механорецепторите на кръвоносните съдове;
г) емоционална болка стрес и физическа дейност; д) активиране на системата ренин-ангиотензин и ефекта на ангиотензин стимулиране на невросекреторните неврони.
Ефектите на вазопресина се реализират благодарение на свързването на хормона в тъканите с два вида рецептори. Свързването с Y1-тип рецептори, предимно локализирани в стената на кръвоносните съдове, чрез вторите посредници инозитол трифосфат и калций причинява съдов спазъм, което допринася за името на хормона - "вазопресин". Свързването с Y2-тип рецептори в дисталните части на нефрона чрез вторичния месинджър c-AMP осигурява повишаване на пропускливостта на събирателните канали на нефрона за вода, нейната реабсорбция и концентрация в урината, което съответства на второто име на вазопресин - “ антидиуретичен хормон, ADH”.
В допълнение към ефекта върху бъбреците и кръвоносни съдове, вазопресинът е един от важните мозъчни невропептиди, участващи във формирането на жаждата и поведението при пиене, механизмите на паметта и регулирането на секрецията на аденохипофизните хормони.
Липса или дори пълно отсъствиеСекрецията на вазопресин се проявява под формата на рязко увеличаване на диурезата с освобождаване на големи количества хипотонична урина. Този синдром се нарича " безвкусен диабет ", то може да бъде вродено или придобито. Синдромът на излишък на вазопресин (синдром на Пархон) се проявява
при прекомерно задържане на течности в тялото.
Окситоцин . Синтезът на окситоцин в паравентрикуларните ядра на хипоталамуса и освобождаването му в кръвта от неврохипофизата се стимулира по рефлекторен път при дразнене на рецепторите за разтягане на шийката на матката и рецепторите на млечните жлези. Естрогените повишават секрецията на окситоцин.
Окситоцинът предизвиква следните ефекти: а) стимулира свиването на гладката мускулатура на матката, насърчавайки раждането; б) предизвиква свиване на гладкомускулните клетки на отделителните канали на лактиращата млечна жлеза, осигурявайки отделянето на мляко; в) има диуретично и натриуретично действие при определени условия; г) участва в организирането на питейно-хранителното поведение; д) е допълнителен фактор в регулирането на секрецията на аденохипофизните хормони.
Хормонална функция на надбъбречните жлези .
Минералокортикоидите се секретират в зоната гломерулоза на надбъбречната кора. Основният минералкортикоид е алдостерон .. Този хормон участва в регулирането на обмена на соли и вода между вътрешната и външната среда, като засяга главно тубулния апарат на бъбреците, както и потта и слюнчените жлези, чревна лигавица. Действайки върху клетъчните мембрани на съдовата мрежа и тъканите, хормонът също така осигурява регулиране на обмена на натрий, калий и вода между извънклетъчната и вътреклетъчната среда.
Основните ефекти на алдостерона в бъбреците са повишена реабсорбция на натрий в дисталните тубули със задържането му в тялото и повишена екскреция на калий с урината с намаляване на съдържанието на катиони в тялото. Под влияние на алдостерона в тялото се задържат хлориди, вода и се увеличава отделянето на водородни йони, амоний, калций и магнезий. Обемът на циркулиращата кръв се увеличава, образува се изместване на киселинно-алкалния баланс към алкалоза. Алдостеронът може да има глюкокортикоиден ефект, но той е 3 пъти по-слаб от кортизола и не се проявява при физиологични условия.
Минералокортикоидите са жизненоважни важни хормони, тъй като смъртта на тялото след отстраняване на надбъбречните жлези може да бъде предотвратена чрез въвеждане на хормони отвън. Минералокортикоидите засилват възпалението, поради което понякога се наричат противовъзпалителни хормони.
Основният регулатор на образуването и секрецията на алдостерон е ангиотензин-II,което направи възможно разглеждането на алдостероновата част система ренин-ангиотензин-алдостерон (RAAS),осигуряване на регулиране на водно-солевата и хемодинамичната хомеостаза. Обратната връзка в регулирането на секрецията на алдостерон се осъществява чрез промяна на нивото на калий и натрий в кръвта, както и обема на кръвта и извънклетъчната течност и съдържанието на натрий в урината на дисталните тубули.
Прекомерното производство на алдостерон - алдостеронизъм - може да бъде първично или вторично. При първичния алдостеронизъм надбъбречната жлеза се дължи на хиперплазия или тумор зона гломерулоза(синдром на Кон) произвежда увеличени количествахормон, който води до задържане на натрий и вода в организма, отоци и артериална хипертония, загуба на калиеви и водородни йони през бъбреците, алкалоза и промени във възбудимостта на миокарда и нервната система. Вторичният алдостеронизъм е резултат от прекомерно производство на ангиотензин II и повишена стимулация на надбъбречните жлези.
Липсата на алдостерон, когато надбъбречната жлеза е увредена от патологичен процес, рядко е изолирана и по-често се комбинира с дефицит на други кортикални хормони. Отвън се отбелязват водещи нарушения сърдечно-съдовии нервната система, което е свързано с инхибиране на възбудимостта,
намаляване на BCC и промени в електролитния баланс.
Глюкокортикоиди (кортизол и кортикостерон) влияе върху всички видове обмен.
Хормоните имат главно катаболен и антианаболен ефект върху протеиновия метаболизъм и причиняват отрицателен азотен баланс. разграждането на протеините се случва в мускулната и съединителната костна тъкан и нивото на албумин в кръвта пада. Пропускливостта намалява клетъчни мембраниза аминокиселини.
Ефектите на кортизола върху метаболизма на мазнините се дължат на комбинация от преки и непреки ефекти. Синтезът на мазнини от въглехидрати се потиска от самия кортизол, но поради хипергликемия, причинена от глюкокортикоиди и повишена секреция на инсулин, образуването на мазнини се увеличава. Мазнините се отлагат в
горната част на тялото, шията и лицето.
Ефектите върху въглехидратния метаболизъм обикновено са противоположни на тези на инсулина, поради което глюкокортикоидите се наричат контринсуларни хормони. Под влияние на кортизола възниква хипергликемия поради: 1) повишено образуване на въглехидрати от аминокиселини чрез глюконеогенеза; 2) потискане на усвояването на глюкозата от тъканите. Последица от хипергликемия е глюкозурия и стимулиране на секрецията на инсулин. Намаляването на клетъчната чувствителност към инсулин, съчетано с контринсуларни и катаболни ефекти, може да доведе до развитие на индуциран от стероиди захарен диабет.
Системните ефекти на кортизола се проявяват като намаляване на броя на лимфоцитите, еозинофилите и базофилите в кръвта, повишаване на неутрофилите и червените кръвни клетки, повишаване на сензорната чувствителност и възбудимост на нервната система, повишаване на чувствителността на адренергичните рецептори към действието на катехоламините, поддържайки оптимално функционално състояниеи регулиране на сърдечно-съдовата система. Глюкокортикоидите повишават устойчивостта на организма към прекомерни дразнители и потискат възпалителните и алергичните реакции, поради което се наричат адаптивни и противовъзпалителни хормони.
Излишните глюкокортикоиди не са свързани с повишена секрециякортикотропин, наречен Синдром на Иценко-Кушинг. Основните му прояви са подобни на болестта на Иценко-Кушинг, но благодарение на обратната връзка секрецията на кортикотропин и нивото му в кръвта са значително намалени. Мускулна слабост, склонност към захарен диабет, хипертония и сексуална дисфункция, лимфопения, пептична язва на стомаха, психични промени - това е далеч от пълен списъксимптоми на хиперкортицизъм.
Дефицитът на глюкокортикоиди причинява хипогликемия, намалена устойчивост на организма, неутропения, еозинофилия и лимфоцитоза, нарушена адренореактивност и сърдечна дейност, хипотония.
Катехоламини - хормони на надбъбречната медула, представени от адреналин и норепинефрин , които се секретират в съотношение 6:1.
Основни метаболитни ефекти. адреналин са: повишено разграждане на гликоген в черния дроб и мускулите (гликогенолиза) поради активиране на фосфорилазата, потискане на синтеза на гликоген, потискане на консумацията на глюкоза от тъканите, хипергликемия, повишена консумация на кислород от тъканите и окислителните процеси в тях, активиране на разграждането и мобилизиране на мазнини и тяхното окисляване.
Функционални ефекти на катехоламините. зависят от преобладаването на един от видовете адренергични рецептори (алфа или бета) в тъканите. За адреналина основните функционални ефекти се проявяват под формата на: повишена честота и усилване на сърдечните контракции, подобрено провеждане на възбуждането в сърцето, свиване на кръвоносните съдове в кожата и коремните органи; увеличаване на генерирането на топлина в тъканите, отслабване на контракциите на стомаха и червата, отпускане на бронхиалните мускули, разширяване на зениците, намаляване на гломерулната филтрация и образуването на урина, стимулиране на секрецията на ренин от бъбреците. По този начин адреналинът води до подобряване на взаимодействието на тялото с външната среда и повишава работоспособността при екстремни условия. Адреналинът е хормон на спешната (аварийна) адаптация.
Освобождаването на катехоламини се регулира от нервната система чрез симпатикови влакна, преминаващи през спланхичния нерв. Нервни центроверегулиране секреторна функцияхромафинна тъкан, разположена в хипоталамуса.
Хормонална функция на щитовидната жлеза.
Хормоните на щитовидната жлеза са трийодтиронин и тетрайодтиронин (тироксин ). Основният регулатор на тяхната секреция е аденохипофизният хормон тиреотропин. Освен това има директен невронна регулациящитовидната жлеза чрез симпатикови нерви. Обратната връзка се осъществява от нивото на хормоните в кръвта и се затваря както в хипоталамуса, така и в хипофизната жлеза. Интензивността на секреция на тиреоидни хормони влияе върху обема на техния синтез в самата жлеза (локална обратна връзка).
Основни метаболитни ефекти. хормоните на щитовидната жлеза са: повишаване на усвояването на кислород от клетките и митохондриите, активиране на окислителните процеси и повишаване на основния метаболизъм, стимулиране на протеиновия синтез чрез увеличаване на пропускливостта на клетъчните мембрани за аминокиселини и активиране на генетичния апарат на клетката, липолитичен ефект, активиране на синтеза и отделянето на холестерол с жлъчката, активиране на разграждането на гликоген, хипергликемия, повишена тъканна консумация на глюкоза, повишена абсорбция на глюкоза в червата, активиране на чернодробната инсулиназа и ускоряване на инактивирането на инсулин, стимулиране на секрецията на инсулин поради хипергликемия.
Основните функционални ефекти на тиреоидните хормони са: осигуряване на нормални процеси на растеж, развитие и диференциация на тъкани и органи, активиране на симпатиковите ефекти чрез намаляване на разграждането на медиатора, образуване на катехоламиноподобни метаболити и повишаване на чувствителността на адренергичните рецептори ( тахикардия, изпотяване, вазоспазъм и др.), повишаване на генерирането на топлина и телесната температура, активиране на вътрешната нервна система и повишена възбудимост на централната нервна система, повишена енергийна ефективност на митохондриите и контрактилитета на миокарда, защитен ефект срещу развитието на миокардно увреждане и образуване на язва в стомаха при стрес, повишен бъбречен кръвоток, гломерулна филтрация и диуреза, стимулиране на регенеративни и оздравителни процеси, осигуряване на нормална репродуктивна дейност.
Повишената секреция на тиреоидни хормони е проява на хиперфункция на щитовидната жлеза - хипертиреоидизъм. В този случай се отбелязват характерни промени в метаболизма (повишен основен метаболизъм, хипергликемия, загуба на тегло и др.), Симптоми на прекомерни симпатикови ефекти (тахикардия, повишено изпотяване, повишена възбудимост, повишено кръвно налягане и др.). Може би
развиват диабет.
Вроденият дефицит на тиреоидни хормони нарушава растежа, развитието и диференциацията на скелета, тъканите и органите, включително нервната система (настъпва умствена изостаналост). Тази вродена патология се нарича "кретинизъм". Придобитата тиреоидна недостатъчност или хипотиреоидизъм се проявява в забавяне на окислителните процеси, намаляване на основния метаболизъм, хипогликемия, дегенерация на подкожната мастна тъкан и кожата с натрупване на гликозаминогликани и вода. Възбудимостта на централната нервна система намалява, симпатиковите ефекти и производството на топлина са отслабени. Комплексът от такива нарушения се нарича "микседем", т.е. подуване на лигавицата.
Калцитонин - Произвежда се в парафоликуларни К клетки на щитовидната жлеза. Прицелните органи за калцитонин са костите, бъбреците и червата. Калцитонинът намалява нивата на калций в кръвта чрез улесняване на минерализацията и инхибиране на костната резорбция. Намалява реабсорбцията на калций и фосфат в бъбреците. Калцитонинът инхибира секрецията на гастрин в стомаха и намалява киселинността стомашен сок. Секрецията на калцитонин се стимулира от повишаване на нивото на Са++ в кръвта и гастрина.
Хормонални функции на панкреаса .
Хормони, регулиращи захарта, т.е. Много хормони на ендокринните жлези влияят на кръвната захар и метаболизма на въглехидратите. Но най-изразените и мощни ефекти се упражняват от хормоните на Лангерхансовите острови на панкреаса - инсулин и глюкагон . Първият от тях може да се нарече хипогликемичен, тъй като намалява нивото на кръвната захар, а вторият - хипергликемичен.
Инсулин има мощен ефект върху всички видове метаболизъм. Ефектът му върху въглехидратния метаболизъм се проявява главно чрез следните ефекти: повишава пропускливостта на клетъчните мембрани в мускулите и мастната тъкан за глюкоза, активира и повишава съдържанието на ензими в клетките, подобрява използването на глюкоза от клетките, активира процесите на фосфорилиране, потиска разграждането и стимулира синтеза на гликоген, инхибира глюконеогенезата, активира гликолизата.
Основните ефекти на инсулина върху протеиновия метаболизъм: повишаване на пропускливостта на мембраната за аминокиселини, засилване на синтеза на протеини, необходими за образуването
нуклеинови киселини, предимно иРНК, активиране на синтеза на аминокиселини в черния дроб, активиране на синтеза и потискане на разграждането на протеини.
Основните ефекти на инсулина върху метаболизма на мазнините: стимулиране на синтеза на свободни мастни киселини от глюкоза, стимулиране на синтеза на триглицериди, потискане на разграждането на мазнините, активиране на окисляването на кетонните тела в черния дроб.
Глюкагон предизвиква следните основни ефекти: активира гликогенолизата в черния дроб и мускулите, предизвиква хипергликемия, активира глюконеогенезата, липолизата и потиска синтеза на мазнини, повишава синтеза на кетонни тела в черния дроб, стимулира протеиновия катаболизъм в черния дроб, повишава синтеза на урея.
Основният регулатор на инсулиновата секреция е D-глюкозата във входящата кръв, която активира специфичен пул от cAMP в бета клетките и чрез този посредник води до стимулиране на освобождаването на инсулин от секреторните гранули. Чревният хормон стомашен инхибиторен пептид (GIP) засилва реакцията на бета клетките към действието на глюкозата. Чрез неспецифичен, независим от глюкозата пул, cAMP стимулира секрецията на инсулин и CA++ йони. Нервната система също играе определена роля в регулирането на секрецията на инсулин, по-специално нерв вагуси ацетилхолинът стимулират секрецията на инсулин, а симпатиковите нерви и катехоламините чрез алфа-адренергичните рецептори потискат секрецията на инсулин и стимулират секрецията на глюкагон.
Специфичен инхибитор на производството на инсулин е хормонът на делта клетките на островите на Лангерханс - соматостатин . Този хормон се образува и в червата, където инхибира абсорбцията на глюкоза и по този начин намалява отговора на бета клетките към глюкозен стимул.
Секрецията на глюкагон се стимулира от намаляване на нивата на кръвната захар под влияние на стомашно-чревни хормони (GIP, гастрин, секретин, панкреозимин-холецистокинин) и чрез намаляване на съдържанието на CA++ йони и се инхибира от инсулин, соматостатин, глюкоза и калций.
Абсолютният или относителен дефицит на инсулин по отношение на глюкагона се проявява под формата на захарен диабет При това заболяване възникват дълбоки метаболитни нарушения и ако инсулиновата активност не се възстанови изкуствено отвън, може да настъпи смърт. Захарният диабет се характеризира с хипогликемия, глюкозурия, полиурия, жажда, постоянно чувствоглад, кетонемия, ацидоза, слабост на имунната система, недостатъчност на кръвообращението и много други нарушения. Изключително тежка проява на захарния диабет е диабетната кома.
Паращитовидни жлези.
Паращитовидните жлези секретират паратироиден хормон н, който, действайки върху три основни таргетни органа (кости, бъбрек и черва), чрез цАМФ предизвиква хиперкалциемия, хиперфосфатемия и хиперфосфатурия. Ефектът на паратироидния хормон върху костната тъкан се дължи на стимулирането и увеличаването на броя на остеокластите, които резорбират костта, както и на образуването на излишък от лимонена и млечна киселина, които подкисляват околната среда. В същото време активността на алкалната фосфатаза, ензим, необходим за образуването на основни минерално веществокости - калциев фосфат. Излишъкът от лимонена и млечна киселина води до образуването на разтворими калциеви соли, извличането им в кръвта и деминерализацията на костната тъкан.
В бъбреците паратироидният хормон намалява реабсорбцията на калций в проксималните тубули, но силно стимулира реабсорбцията на калций в дисталните тубули, което предотвратява загубата на калций в урината. Фосфатната реабсорбция се инхибира както в проксималния, така и в дисталния нефрон, причинявайки фосфатурия. В допълнение, паратироидният хормон предизвиква диуретичен и натриуретичен ефект.
В червата паратироидният хормон активира абсорбцията на калций. В много други тъкани паратироидният хормон стимулира навлизането на калций в кръвта, транспорта на Са++ от цитозола до вътреклетъчните депа и отстраняването му от клетката. Освен това паратироидният хормон стимулира секрецията на киселина и пепсин в стомаха.
Основният регулатор на секрецията на паратироидния хормон е нивото на йонизиран калций (Ca++) в извънклетъчната среда. Ниска концентрациякалцият стимулира секрецията на хормона, което е свързано с повишаване на съдържанието на сАМР в клетките на паращитовидните жлези. Поради това те стимулират секрецията на паратиреоиден хормон и катехоламини чрез бета адренергичните рецептори. Потиска секрецията чрез високи нива на Ca++ и калцитриол(активен метаболит на витамин D).
Повишената секреция на паратиреоиден хормон при хиперплазия или аденом на паращитовидните жлези е придружена от деминерализация на скелета и деформация на дългите тръбести кости, намаляване на костната плътност при радиография, образуване на камъни в бъбреците, мускулна слабост, депресия, проблеми с паметта и концентрацията.
Хормонална функция на епифизната жлеза.
В епифизната жлеза ( епифиза) е формиран мелатонин , който е производно на триптофана. Синтезът на мелатонин зависи от осветлението, т.к излишната светлина възпрепятства образуването му. Директният стимулатор-медиатор на синтеза и секрецията на мелатонин е норепинефринът, освобождаван от симпатикуса. нервни окончаниявърху клетките на епифизата. Пътят на регулиране на секрецията започва от ретината на окото през ретино-хипоталамичния тракт, от интерстициалната медула по преганглионарните влакна до горния цервикален симпатичен ганглий, откъдето процесите на постганглионарните клетки достигат до епифизната жлеза. По този начин намаляването на осветеността увеличава освобождаването на норепинефрин и секрецията на мелатонин. При хората 70% от дневното производство на мелатонин се случва през нощта.
Възможен е и адренергичен контрол върху секрецията на мелатонин директно от хипоталамусните структури, което се отразява в стимулирането на секрецията на мелатонин при стрес.
Основният физиологичен ефект на мелатонина е да инхибира секрецията на гонадотропини както на нивото на невросекрецията на хипоталамичните либерини, така и на нивото на аденохипофизата. Действието на мелатонина се осъществява чрез цереброспиналната течност и кръвта. В допълнение към гонадотропините, под влиянието на мелатонина, секрецията на други аденохипофизни хормони - кортикотропин и соматотропин - намалява в по-малка степен.
Секрецията на мелатонин се подчинява на ясен дневен ритъм, който определя ритъма на гонадотропните ефекти и сексуалната функция. Дейността на епифизната жлеза често се нарича " биологичен часовник" на тялото, тъй като жлезата осигурява процесите на временна адаптация на тялото. Въвеждането на мелатонин на човек причинява
лека еуфория и сън.
Хормонална функция на половите жлези.
Мъжки полови хормони .
Мъжки полови хормони - андрогени - образуват се в Лайдиговите клетки на тестисите от холестерол. Основният андроген при хората е тестостерон . . Малки количества андрогени се произвеждат в надбъбречната кора.
Тестостеронът има широк спектър от метаболитни и физиологични ефекти: осигуряване на процесите на диференциация в ембриогенезата и развитието на първични и вторични сексуални характеристики, формиране на структури на централната нервна система, които осигуряват сексуално поведение и сексуални функции, генерализиран анаболен ефект, който осигурява растежа на скелета, мускулите, разпределението подкожна мазнина, осигуряване на сперматогенеза, задържане на азот, калий, фосфат в организма, активиране на синтеза на РНК, стимулиране на еритропоезата.
Андрогените също се произвеждат в малки количества в женско тяло, които са не само предшественици за синтеза на естроген, но и поддържат либидото, както и стимулират растежа на косата в пубиса и подмишниците.
Женски полови хормони .
Секрецията на тези хормони ( естроген) е тясно свързано с женския репродуктивен цикъл. Женският репродуктивен цикъл осигурява ясна интеграция във времето различни процесинеобходими за изпълнение репродуктивна функция- периодична подготовка на ендометриума за имплантиране на ембрион, узряване на яйцеклетката и овулация, промени във вторичните полови белези и др. Координацията на тези процеси се осигурява от колебания в секрецията на редица хормони, предимно гонадотропини и полови стероиди. Секрецията на гонадотропини се осъществява като "тонизираща", т.е. непрекъснато и “циклично”, с периодично освобождаване на големи количества фоликулин и лутеотропин в средата на цикъла.
Половият цикъл продължава 27-28 дни и се разделя на четири периода:
1) преовулаторно -периодът на подготовка за бременност, матката по това време се увеличава по размер, лигавицата и нейните жлези растат, свиването на фалопиевите тръби и мускулния слой на матката се засилва и става по-често, вагиналната лигавица също расте;
2) овулаторни- започва с разкъсване на везикуларния яйчников фоликул, освобождаване на яйцеклетката от него и движението му по фалопиева тръбав маточната кухина. През този период обикновено настъпва оплождане, прекъсва се половият цикъл и настъпва бременност;
3) след овулация- при жените през този период се появява менструация, неоплодената яйцеклетка, която остава жива в матката няколко дни, умира, тоничните контракции на мускулите на матката се увеличават, което води до отхвърляне на лигавицата му и освобождаване на фрагменти от лигавицата заедно с кръвта.
4) период на почивка- възниква след края на периода след овулация.
Хормоналните промени по време на половия цикъл са придружени от следните промени. В предовулационния период първо има постепенно увеличаване на секрецията на фолитропин от аденохипофизата. Зреещият фоликул произвежда всичко голямо количествоестроген, който чрез обратна връзка започва да намалява производството на фолинотропин. Повишаването на нивото на лутропин води до стимулиране на синтеза на ензими, което води до изтъняване на стената на фоликула, необходимо за овулация.
По време на периода на овулация има рязък скок в нивото на лутропин, фолитропин и естрогени в кръвта.
В началната фаза на постовулационния период има краткотраен спад както на нивото на гонадотропините, така и на естрадиол , спуканият фоликул започва да се изпълва с лутеални клетки и се образуват нови кръвоносни съдове. Продуктите се увеличават прогестерон полученото жълто тяло, секрецията на естрадиол от други зреещи фоликули се увеличава. Полученото ниво на обратна връзка на прогестерон и естроген потиска секрецията на фолотропин и лутеотропин. Започва дегенерация на жълтото тяло, нивото на прогестерона и естрогена в кръвта пада. В секреторния епител без стероидна стимулация, хеморагичен и дегенеративни промени, което води до кървене, отхвърляне на лигавицата, свиване на матката, т.е. до менструация.
Хормонална функция на плацентата. . Плацентата е толкова тясно функционално свързана с плода, че е обичайно да се използва терминът "фетоплацентарен комплекс". Например синтез в плацентата естриолидва от предшественика на дехидроепиандростерона, произвеждан от надбъбречните жлези на плода. По екскрецията на естриол от майката може дори да се прецени жизнеспособността на плода.
Плацентата произвежда прогестерон , чийто ефект е предимно локален. Именно с плацентарния прогестерон се свързва интервалът от време между ражданията на близнаци.
Един от основните плацентарни хормони е хорионен гонадотропин , който има ефект не само върху процесите на диференциация и развитие на плода, но и върху метаболитните процеси в тялото на майката. Хорионгонадотропинът осигурява задържането на соли и вода в тялото на майката, стимулира секрецията на вазопресин и сам по себе си има антидиуретични свойства и активира имунните механизми.
Има пет вида ефекти на хормоните върху целевите тъкани: метаболитен, морфогенетичен, кинетичен, коригиращ и реактогенен.
1. Метаболитно действие на хормоните
Метаболитен ефект на хормоните - 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. Примери включват влиянието на соматотропина върху растежа на тялото и вътрешните органи и половите 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 първоначално състояние показва това хормонален ефектзависи 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
Реактогенен ефект на хормоните - способността на хормона да променя реактивността на тъканта към действието на същия хормон, други хормони или медиатори нервни 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 позволи да се реализира ефектът 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 т.н. тъкани, където концентрацията на рецептори за тях е висока, но и в други тъкани и органи, които имат единични рецептори за хормона.
Ако се отреже бъбректрансплантирайте върху шията на животното, свързвайки бъбречната артерия с каротидната артерия и 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. Когато тялото е натоварено с вода или трапезна сол, количеството вода или сол, отделяни от бъбреците, се увеличава. Следователно, дори и при пълна денервация, почти нормално бъбречна функция. Освен това, въпреки денервацията, активността на трансплантирания бъбрек се променя под въздействието на дразнения, действащи върху нервната система. По този начин, по време на болезнена стимулация, денервираният бъбрек спира да отделя урина по същия начин, както нормално инервирания бъбрек.
|
Това се дължи на факта, че по време на болезнено дразнене хипотамусът се възбужда. Импулсите от нейното супраоптично ядро преминават към задния дял на хипофизната жлеза и увеличават секрецията на антидиуретичен хормон ( ориз. 104). Последният, влизайки в кръвта, подобрява реабсорбцията на урината и по този начин намалява диурезата (оттук и името на хормона). Ориз. 104. Диаграма, илюстрираща влиянието на хипоталамуса върху диурезата. Механизмът на действие на антидиуретичния хормон е изяснен от изследванията на A.G. Ginetsinsky. Този хормон повишава пропускливостта на стените на събирателните канали на бъбрека, в резултат на което той преминава от урината в тъканната течност на медулата на бъбрека и кръвта. Под въздействието на ензима хиалуронидаза се получава повишаване на пропускливостта на събирателните канали. Последният деполимеризира хиалуроновата киселина, която е част от междуклетъчното вещество на стените на връщащите тръби. По време на деполимеризация Хиалуронова киселинастените на събирателните тръби стават порести и пропускат водата. Хиалуронидазата се активира или образува от епитела на събирателните канали под въздействието на антидиуретичен хормон, което води до повишена абсорбция на вода. Инжектирането на лекарства за хиалуронидаза в артерията на един от бъбреците на кучето рязко намалява диурезата на този бъбрек, докато противоположният бъбрек отделя нормални количества урина. Инхибиторите на хиалуронидаза (хепарин, аскорбинова киселина) действат като антагонисти на антидиуретичния хормон, рязко увеличавайки отделянето на вода с урината. |
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 отделя голямо количество от нея с урината. 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.
В големи дози адреналинът 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.
