III. Эндокринная система и гомеостаз

Предыдущая: Регуляция независимых от гипофиза эндокринных желез

Различия в способах регуляции функциональной деятельности желез, принадлежащих к разным группам, вероятно, отражают их особое физиологическое значение. Неоднократные попытки усматривать причину разделения периферических эндокринных желез в источниках их закладки в онтогенезе не смогли привести к разъяснению поставленного вопроса. Так, в соответствии с одной из последних концепций такого рода, предложенной G. Csaba (1977), гипофиз контролирует железы, возникающие из мезодермы ("морфогенетические") в противоположность "адаптивным" гипофизонезависимым железам, происходящим из эктодермы или энтодермы. Однако разделение желез на "морфогенетические" и "адаптивные" не оправдывается уже потому, что действие любого гормона на эффектор начинается с влияния на ферментные системы клеток-мишеней (через активирование или угнетение аденилатциклазной и гуанилатциклазной систем в реагирующих клетках или на рецепторы в ядрах последних). Лишь после того как эти метаболические сдвиги достигнут достаточной интенсивности, они могут привести к изменению структуры реагирующего -органа или организма в целом. Так, изменения структуры, часто сопровождающие многие эндокринные заболевания (например, при акромегалии, гипо-, гипертиреозах, болезни Иценко-Кушинга, гипогонадизме, преждевременном половом созревании), разиваются как следствие длительных и устойчивых нарушений обменных процессов.

Адаптационные же реакции приобретают полную выраженность значительно скорее.

Столь же сомнительно разделение желез по зародышевым листкам, из которых возникают их зачатки. Во-первых, некоторые эндокринные железы формируются как комплексы нескольких зачатков разного тканевого происхождения. В качестве примеров достаточно указать на гипофиз, возникающий в эмбриогенезе как сочетание эктодермального эпителиального аденогипофиза и нейроглиальной задней доли; надпочечника, который образован сочетанием эпителиальной коры и нервной медуллярной части; гонады, в которых фолликулярный (генеративный) эпителий сопровождается интерстициальными клетками мезенхимного происхождения. Во-вторых, гипофизозависимыми железами оказываются не только мезодермальные кора надпочечников и гонады, но и эктодермальная щитовидная железа. Кроме того, основная роль коры надпочечников проявляется не в "морфогенетических", а в адаптационных реакциях, особенно в тех, которые обеспечивают сопротивляемость организма чрезвычайным (экстремальным) раздражениям, хотя эта железа мезодермального, а не экто- или энтодермального происхождения.

Следует обратить внимание на то, что железы, активируемые кринотропными гормонами передней доли гипофиза, вырабатывают небелковые гормоны (стероидные гормоны коры надпочечников и йодированная аминокислота щитовидной железы), тогда как для всех гипофизонезависимых желез характерна продукция белковых гормонов. Казалось бы, разделение периферических эндокринных желез на указанные группы основано на различии в характере синтеза гормона. Но к гипофизонезависимым железам принадлежит также медуллярная часть надпочечников, вырабатывающая не белковый продукт, а катехоламины. В то же время клубочковая зона коры надпочечников выходит из-под гипофизарного контроля, хотя продуцирует не белковый гормон, а стероидный альдостерон. Следовательно, и этот критерий разделения желез не оправдывается.

Трансаденогипофизарный способ регуляции периферических эндокринных желез

Так как секреция тропных гормонов передней доли гипофиза контролируется медиобазальнам подбугорьем, то эфферентная цепь, по которой регулирующие влияния подбугорья достигают щитовидной железы, коры надпочечников и гонад, или "final common path", как ее называет S. Scharrer (1965), состоит из двух гуморальных звеньев с последовательной передачей регулирующего импульса. Начальным звеном этой цепи являются аденогипофизотропные либерины и статины, которые определяют интенсивность секреции соответственно тиротропина, кортикотропина или гонадотропина передней долей гипофиза. Названные аденогипофизарные тропные гормоны составляют второе звено данной эфферентной цепи, доносящее начальный импульс подбугорной области до регулируемой периферической гипофизозависимой железы. Однако финальные эффекты реализуются не аденогипофизарными тропными гормонами, а гормонами стимулируемых периферических желез, которые включаются в эфферентную цепь в качестве ее третьего (финального) звена. Аналогичная трехступенчатая эфферентная цепь проявляется в регуляции соматического роста, так как соматотропный гормон передней доли гипофиза оказывает влияние на процессы роста не прямо, а через посредство соматомединов - полипептидных гормонов, которые возникают в разных органах, в частности в печени, под влиянием аденогипофизарного соматотропного гормона (Hall К. et al., 1975). Таким образом, подбугорный сигнал начинается соматолиберином, продолжается соматотропином и завершается соматомедином, осуществляющим конечное анаболическое действие на тканях.

Парагипофизарные способы регуляции периферических эндокринных желез

Регуляция гипофизонезависимых желез, естественно, должна обеспечиваться парагипофизарными факторами и механизмами без участия гипофиза. В отличие от единой схемы, по которой совершается трансаденогипофизарная регуляция всех гипофизозависимых желез, парагипофизарных механизмов может быть несколько. Во-первых, импульсы, посылаемые подбугорьем, могут достигать регулируемых эффектов не только гуморально через посредство нейросекреторных клеток подбугорья, но и нервными импульсами, поступающими к эффектору по его парасимпатической и симпатической иннервации (см. рис. 9). Прямая нервная регуляция в первую очередь более отчетливо выражена в некоторых железах серии APUD - медуллярной части надпочечников, панкреатических островках и особенно демонстративно - во влиянии симпатических импульсов на биогенез нейроаминов в подбугорье и на регуляцию его нейросекреторных функций. Но даже в регуляции гипофизозависимых желез можно обнаружить участие прямых нервных импульсов, хотя в условиях организма оно часто маскируется или перекрывается более мощным действием трансаденогипофизарных гуморальных механизмов (Алешин Б. В., 1971, 1974; Ажипа Я. П., 1976; Wartman R. J., 1973). Во-вторых, парагипофизарной формой регуляции, характерной для большинства гипофизонезависимых желез, является их способность непосредственно реагировать на эффекты, вызываемые в организме действием собственных гормонов. В-третьих, допустима возможность прямого (неопосредованного через подбугорье и аденогипофиз) действия гормонов одних желез на другие, в том числе и гормонов гипофизозависимых желез.

Так, например, возможно влияние тиреоидного гормона на кору надпочечников или инсулина на щитовидную железу, хотя реакции такого рода в условиях целостного организма, как правило, перекрываются влияниями центральных регулирующих механизмов.

Трансаденогипофизарный способ передачи регуляторных сигналов представляет собой своего рода каскад усилений. Действительно, если содержание каждого из аденогипофизотропных гормонов в подбугорье измеряется несколькими нанограммами (см. табл. 1), а количество этих гормонов, поступающее из подбугорья в портальную кровь, не превышает нескольких пикограммов, то уже количество тройных гормонов, вырабатываемых под влиянием соответствующих либеринов, достигает нескольких микрограммов. Наконец, периферическая железа-эффектор, стимулируемая тропным гормоном гипофиза, отдает свой гормон в кровь в еще большем количестве (Schally А. V. et al., 1973).

Таким образом, при передаче регуляторного сигнала с одного звена трансаденогипофизарной эфферентной цепи на следующее звено, количество выделяемого продукта многократно возрастает, что обеспечивает увеличение эффективности начального нервного импульса, генерализацию вызываемого им эффекта, а также значительную продолжительность наступающей финальной реакции во времени (Алешин Б. В., 1974, 1976).

При многих обстоятельствах сохранение гомеостаза (эндокринного равновесия) требует быстро наступающих и непродолжительных реакций, которые могли бы обеспечить адекватное противодействие происшедшему нарушению. Наиболее демонстративным примером подобной ситуации может служить реакция на сдвиги в углеводном обмене, когда начало и окончание секреции панкреатических гормонов точно соответствуют колебаниям уровня глюкозы в крови. Усиление секреции инсулина, наступающее, например, после приема пищи (особенно с повышенным содержанием углеводов), сохраняется только до снятия возникшей алиментарной гипергликемии. Если бы стимулирующее действие продолжалось и далее, то развивалась бы гипогликемия, что представляло бы для жизнеспособности организма более грозную опасность (возможность гипогликемической комы), чем гипергликемия. Столь тесное соответствие интенсивности секреции инсулина и глюкагона той концентрации глюкозы в крови, которая устанавливается в каждый данный момент, делает необходимым разработку новых методов заместительной инсулинотерапии со строгим ограничением продолжительности действия вводимого экзогенного инсулина временем фактического повышения уровня глюкозы в крови.

Аналогичные условия создаются при уменьшении содержания кальция в крови, когда угроза тонических судорог (тетании) может быть купирована лишь быстрым увеличением секреции паратирина околощитовидными железами.

Изложенные соображения позволяют понять, почему такие обязательные для сохранения жизни эндокринные органы, как панкреатические островки или околощитовидные железы, являются гипофизонезависимыми. Трансаденогипофизарная регуляция, состоящая из нескольких промежуточных звеньев, была бы слишком медленной для противодействия нарушению, угрожающему существованию организма. Выключение же гипофизозависимых желез и даже самого гипофиза, хотя и приводит к тяжелым расстройствам отдельных функций, еще не угрожает жизни.

Значение скорости, с которой периферические эндокринные железы включаются в адаптационные реакции, наглядно демонстрируется особенностями регуляции минералокортикоидной функции коры надпочечников. Эта железа, будучи гипофизозависимой, активируется аденогипофизарным адренокортикотропным гормоном. Но жизненная необходимость поддержания постоянства водно-солевого равновесия внутренней среды и немедленного выравнивания возможных нарушений этого гомеостаза привела к тому, что непосредственная реакция минералокортикоидной функции на сдвиги в соотношении Na/K стала преобладать над общей трансаденогипофизарной регуляцией коры надпочечников.

Таким образом, в основе разделения периферических эндокринных желез на зависящие от передней доли гипофиза и свободные от этой зависимости лежат не различия в источнике эмбрионального происхождения этих желез и не химическая природа продуцируемых ими гормонов, а быстрота их реагирования в ответ на нарушения эндокринного гомеостаза.

Продолжение: Значение эпифиза и вилочковой железы в эндокринном гомеостазе

К оглавлению

Литература [показать]