Физиология надпочечников

Надпочечники

Парные железы, расположены у верхнего полюса почек, имеют полулунную форму. На срезе они представлены наружным корковым и внутренним мозговым слоями. Мозговое вещество состоит из хромаффинных клеток, способных синтезировать катехоламины. Клетки получают иннервацию преганглионарными волокнами вегетативной нервной системы. Помимо надпочечников хромофинные клетки имеются в т.н. параганглиях – зародышевых остатках хромаффинной ткани, которая может локализоваться в области бифуркации аорты, мочевого пузыря, простаты, яичников и матки, сердца. Корковое вещество разделяется на три зоны – наружную клубочковую (происходит синтез минералокортикоидов), пучковую (синтезируются глюкокортикоиды) и внутреннюю сетчатую (синтезируются половые гормоны) зоны. Клетки этих зон богаты холестерином и аскорбиновой кислотой, которые служат предшественниками гормонов.

Гормоны мозгового слоя надпочечников

В хромаффинных клетках надпочечников синтезируются и попадают в кровь дофамин, адреналин и норадреналин. Вторым органом синтеза и накопления катехоламинов (КА) являются постганглионарные симпатические нейроны. Исходным веществом для биосинтеза служит тирозин, из которого после гидроксилирования в катехоламиновых нейронах и хромаффинных клетках образуется дофамин и далее адреналин и норадреналин. Биологическое действие зависит от взаимодействия с альфа- и бета-адренорецепторами, дофаминовыми рецепторами.

Эффекты катехоламинов

п/п

Метаболизм. Ткань.

Орган. Гормон.

Эффект

Тип рецептора

α1

α2

β1

β2

β3

1

Гликогенолиз

усиление

 

 

 

 

2

Гладкомышечная ткань

сосудов,

сокращение

 

 

 

 

3

Гладкомышечная ткань

ЖКТ

 

расслабление

 

 

 

4

Гликолиз

 

подавление

усиление

 

 

5

Секреция инсулина, ренина

 

подавление

 

усиление

 

6

Сокращение кардиомиоцитов

 

 

усиление

 

 

7

Гладкомышечная ткань

(бронх, ЖКТ, сосуд, мочеполовой системы)

 

 

 

расслабление

 

8

Гликогеколиз и глюкогеогенез в печени

 

 

 

усиление

 

9

Гликогеколиз в мышцах

 

 

 

усиление

 

10

Липолиз

 

 

 

 

усиление

 

Норадреналин является агонистом a-1,2 и b-1 адренорецепторов, поддерживает и повышает тонус сосудов, исключая коронарные артерии. В связи с повышением периферического сопротивления, повышает систолическое и диастолическое давление. Минутный выброс почти не меняется, почечный кровоток уменьшается. Несмотря на стимуляцию b1-рецепторов, рефлекторно возникает брадикардия.

Адреналин стимулирует a- и b рецепторы, обеспечивая “реакцию бегства”. При внутривенном введении вызывает констрикцию артерий, капилляров, вен. Опорожняет кровяные депо (кожа, чревная область), сосуды сердца и скелетных мышц расширяются. Периферическое сопротивление в целом повышается. В большей степени повышает систолическое, чем диастолическое артериальное давление. На сердце оказывает положительное хроно- и инотропное действие. Минутный объем крови возрастает до тех пор, пока повышение среднего артериального давления не включит парасимпатическую противорегуляторную систему. Повышает опасность генерации гетеротопных очагов возбуждения и развития стенокардии. С повышением дозы адреналина возрастают альфа-симпатомиметические эффекты, вызывающие повышение систолического и диастолического давления. Почечный кровоток уменьшается без изменения фильтрации, тормозится перистальтика кишечника, и расслабляется мускулатура бронхов. Усиливается липолиз, гликогенолиз, образование молочной кислоты.

Дофамин через b1-адренорецепторы увеличивает минутный объем сердца, благодаря увеличению сердечного выброса и роста числа сердечных сокращений. Через дофаминовые рецепторы расширяет почечные, мезентериальные и печеночные сосуды.

Гормоны коры надпочечников.

Глюкокортикоиды

Секретируются кортизол (гидрокортизол) и кортикостерон, скорость секреции 10-30 мг/сут, при стрессе возрастает до 250 мг/сут. Секреция кортизола запускается системой гипоталамус-гипофиз-надпочечники, регулируется по механизму отрицательной обратной связи. Функция гипоталамуса модулируется гиппокампом и лимбической системой. Глюкокортикоиды (кортизол) усиливают синтез гликогена из аминокислот, оказывают катаболическое действие на белки (особенно мышц), повышают содержание в крови жирных кислот, в печени усиливается синтез гликогена и белков, в крови повышается концентрация глюкозы. Повышенное выделение глюкокортикоидов и катехоламинов при стрессе обеспечивает увеличение кровотока в мышцах, обеспечивает метаболизм питательными веществами, интенсифицирует функциональную активность ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Все эти реакции способствуют более активному противостоянию организма агрессии.

Механизм действия: глюкокортикоиды стимулируют глюконеогенез из белков с отрицательным азотистым балансом и с тенденцией к гипергликемии. Морфологически состояние обмена характеризуется атрофией структур, богатых белками (лимфатические ткани, костный матрикс и мышцы), и подавлением пролиферативных воспалительных процессов. В крови глюкокортикоиды вызывают быстрое снижение лимфоцитов и эозинофилов, при этом возрастает содержание нейтрофилов, тромбоцитов, наступает полиглобулия. Липолитическое действие проявляется местно в области конечностей, одновременно индуцируется липолиз в области туловища, атрофируются мышцы конечностей. Подавляется активность витамина Д, что приводит к отрицательному балансу кальция. Глюкокортикоиды стабилизируют мембраны клеток и органелл. В значительной степени противовоспалительные и антитоксические эффекты обусловлены стабилизацией мембран лизосом, снижается проницаемость эндотелия капилляров – улучшается микроциркуляция, снижается экссудация лейкоцитов и тучных клеток. На иммунные реакции оказывают различное действие: наблюдаются лимфоцитолиз, ускорение катаболизма иммуноглобулинов, уменьшение образования интерферона, одновременно глюкокортикоиды защищают клетки от деструкции веществами, образующимися в результате реакции антиген-антитело (анафилотоксин, гистамин, серотонин, кинины). В высоких дозах глюкокортикоиды подавляют выработку антител.

Гиперкортицизм (синдром Кушинга). Наблюдаются: прибавка массы тела, ожирение туловища, лунообразное лицо, остеопороз, миопатия, гипертония, задержка натрия, отеки, отрицательный баланс кальция и калия, склонность к сахарному диабету, гипопротеинемия, нарушение сексуальной функции, задержка роста, нейтрофилез, эозинопения, лимфопения.

Надпочечниковая недостаточность характеризуется снижением реактивности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, слабостью, утомляемостью, нестабильностью кровообращения. В связи со снижением реакции на стресс опасны любые нагрузки, каждая из них может вызвать тяжелую сердечно-сосудистую недостаточность с быстрым смертельным исходом, что учитывается при инфекции, травме, хирургическом вмешательстве. Как фармакологические препараты глюкокортикоиды нашли применение в качестве противовоспалительных средств при лечении хронических воспалительных процессов – ревматизма, коллагенозов. Способность глюкокортикоидов подавлять образование антител используется при лечении аллергических состояний, для предотвращения реакции отторжения трансплантата. Длительное назначение глюкокортикоидов приводит к дистрофии мышц, разрушению белкового матрикса костей и остеропорозу. Повышение концентрации глюкозы в крови под влиянием глюкокортикоидов требует повышенной секреции инсулина и приводит к преддиабетическому состоянию.

Минералокортикоиды

Минералокортикоиды (альдостерон) продуцируется клубочковой зоной коры надпочечников в количестве 50-250 мкг/сут, обладает высокой биологической активностью. Имеет слабую глюкокортикоидную активность. Потеря натрия, введение калия, гиповолемия, уменьшение минутного объема крови и почечного кровотока стимулируют секрецию альдостерона, противоположные ситуации – тормозят. Основной стимулятор выработки альдостерона октапептид ангиотензин II. Натрий и калий оказывают непосредственное действие на секрецию альдостерона. Стимулирующее влияние оказывают также серотонин и простагландины.

Биологическая функция: альдостерон поддерживает натриевый баланс, регулируют распределение Nа+, К+, Н+, транспорт этих ионов через клеточные мембраны. Вторично воздействует на объем вне- и внутриклеточной жидкости. Основная область действия альдостерона- дистальные почечные канальцы, где он стимулирует обратное всасывание Nа+ преимущественно в обмен на К+ и Н+; при этом усиливается выделение Mg2+ и аммония. Аналогичным образом действует на клетки слюнных и потовых желез, слизистую кишки. Обладает провоспалительным действием.

Половые железы

Мужские половые железы (яички) – парные органы бобовидной формы, расположенные в мошонке. С поверхности к ним прилежат придатки. Снаружи покрыты белочной оболочкой и зачатком брюшины. Внутрь от белочной оболочки отходят перегородки – септы, разделяющие орган на 100-250 долек. В каждой дольке находится 1-2 извитых семенных канальца. Просвет канальца выстлан клетками Сертоли (поддерживающие клетки, обеспечивают процессы созревания и питания спермиев) и клетками Лейдига, расположенными вблизи соединительнотканных перегородок (обладают эндокринной активностью, синтезируют андрогены – тестостерон и дигидроэпиандростерон).

Андрогены и анаболические стероиды. Андрогены имеют стерановый скелет, относятся к группе С19 стероидов. Самый важный андроген – тестостерон – образуется в клетках Лейдига под влиянием лютеонизирующего гормона. У мужчин ежедневно вырабатывается 4-14 мг тестостерона, концентрация в плазме 4,5-8,5 нг/мл (16-35 нмоль/л). Циркулирующий гормон примерно на 98% связан с глобулином, связывающим половые стероиды. В тканях подвергается превращениям в биологически активный a-дигидротестостерон. Эндо- или экзогенный тестостерон инактивируется в печени через окисление 17-ОН-группы, небольшая часть превращается в эстрогены. Полупериод жизни 11 мин, метаболиты в виде 17-кетостероидов выделяются с мочой, у мужчин 1/3 кетостероидов имеет происхождение из гонад, 2/3 – из надпочечников. Способствуют развитию гениталий, вторичных половых признаков и мужской психики, стимулирует рост, формирование скелета, сперматогенез и влияют на процессы обмена. Основной метаболический эффект – анаболический в обмене белков. Андрогены способны стимулировать и ингибировать широкий спектр ферментов, участвующих в синтезе белка. Дигидротестостерон имеет значение для ранней эмбриональной дифференцировки мочеполового синуса, тестостерон и другие андрогены регулируют развитие половых признаков. К тестостерону имеют органоспецифичность рецепторы мышц, придатков яичка, кора головного мозга; к дигидротестостерону – пенис, кожа, волосяные фолликулы. При недостатке андрогенов наблюдаются: евнухоидные пропорции тела, психический инфантилизм.

Яичники (женские половые железы) – парные овоидные органы размерами 3´2´1,5 см, расположены интраперитонеально на широкой связке матки. В яичнике различают корковое и мозговое вещество. В корковом веществе располагаются примордиальные фолликулы (200-400 тысяч к моменту рождения). Появление созревающих фолликулов и их эволюция контролируются гонадотропными гормонами гипофиза. Гормональной активностью обладают клетки созревающего фолликула (клетки оболочек фолликула), синтезирующие эстрогенные гормоны. Гестагены синтезируются клетками желтого тела, образовавшегося из овулировавшего фолликула. В мозговом веществе яичников располагается соединительнотканная строма и сосудисто-нервные сплетения.

Эстрогены – вещества, вызывающие признаки течки (эструса) у кастрированных самок грызунов. Индуцируют рост женских гениталий (матки, влагалища, труб) и развитие вторичных женских половых признаков. Обеспечивают пролиферацию и восстановление слизистой оболочки матки. Типичные представители – эстрон (Е1), эстрадиол (Е2), эстриол (Е3). Е2 секретируется овариальными фолликулами в  зависимости от стадии менструального цикла и является наиболее активным эстрогеном. В отсутствие созревающих фолликулов, эстрогены представлены в плазме только Е1, который образуется путем ароматизации андрогенных предшественников, преимущественно в жировой ткани и печени. Суточная секреция Е1 9, Е2 у половозрелых женщин колеблется между 200 и 2000 нМ в зависимости от времени менструального цикла, всего за цикл секретируется около 5 мкМ эстрогенов. В плазме связываются со специфическим белком – глобулином и альбумином (неспецифический белок). Только 2% находится в свободном виде. Е1, Е2  метаболизируются в печени, около 50% экскретируется с мочой.

Гестагены. Физиологический эффект прогестерона заключается, в первую очередь, в секреторной трансформации слизистой оболочки матки. Тормозит вызванную эстрогенами пролиферацию слизистой оболочки, стимулирует секрецию эндометриальными железами богатой гликогеном слизи и путем разрыхления субгландулярной стромы подготавливает слизистую к имплантации оплодотворенной яйцеклетки (бластоцита). Другая важная особенность действия прогестерона – обеспечение покоя миометрию, понижение его чувствительности к окситоцину (эффект поддержания беременности). Вне беременности секретируется желтым телом, однако и в первой фолликулярной стадии цикла выявляется в крови в небольших количествах. Метаболизируется преимущественно в печени.

Плацента

Гормоны плаценты обеспечивают повышение резистентности организма женщины в период беременности и нормальное развитие плода, включающее реализацию генетически детерменированных программ эмбриогенеза, соматического и функционального развития.

 

n                  Пептидные гормоны:

n                  Хорионический гонадотропин

n                  Плацентарный аналог гормона роста

n                  Плацентарные лактогены (хорионические гонадотропины)

n                  Тиреотропин (ТТГ), Тиреолиберин (ТТГ-РГ), Кортиколиберин (АКТГ-РГ), гонадолиберин, соматолиберин, соматостатин, вещество Р, аналог АКТГ, ингибины

n      Стероидные гормоны:

n      Прогестерон

n      Эстрон

n      Эстрадиол

n      Эстриол

 

Возрастные особенности деятельности эндокринной системы

 

Плод

Первые  3 месяца развития плода протекают под влиянием эстрогенов матери и плацентарных гормонов.

Плацента секретирует прогестерон, хорионический гонадотропин, по эффектам соответствующий соматотропину. Обеспечивает рост и дифференцировку тканей плода, анаболические процессы в организме матери.

 

Вилочковая железа закладывается на 6 неделе, к 12 неделям напоминает зрелый орган, растет до периода полового созревания, атрофируется под влиянием эстрогенов и андрогенов. Недоразвитие тимуса снижает клеточный иммунитет.

Щитовидная железа в антенатальном периоде регулирует обмен, рост, дифференцировку тканей, в том числе и ЦНС.

Паращитовидные железы в период антенатального периода играют незначительную роль. Кальций поступает из организма матери. Активация паращитовидных желез происходит через 2 – 3 дня после рождения.

Инсулин у плода, в основном, повышает проницаемость мембран для аминокислот, глюкагон и инсулин поддерживают оптимальную концентрацию глюкозы в крови.

Секреция АКТГ понижается с 7-месячного срока антенатального развития. Система гипоталамус- гипофиз – надпочечники новорожденного реагирует на стресс.

 

Плод –постнатальный период

Роль гонадотропных гормонов велика с 4-месячного возраста антенатального периода, когда происходит половая дифференцировка половых органов и формирование ВНД по женскому или мужскому типу.

Надпочечники и поджелудочная железы предотвращают гипогликемию в организме плода во время родов.

Пролактин важен для анаболизма в антенатальном периоде, в период полового созревания. Окситоцин у детей выполняет антидиуретическую функцию, при завершении полового созревания влияет на молочные железы и матку.

 

Новорожденный

Выработка гормонов у новорожденных протекает на низком уровне, недостаток восполняется гормонами организма матери, поступающими с молоком. Сосание стимулирует эндокринную систему матери,  выделение окситоцина и пролактина.

Реактивность симпатоадреналовой системы у детей выше, чем у взрослых

В процессе жизни и старения организма изменения активности различных желез происходит в различные сроки. Инволюция тимуса происходит к 15 годам, снижение секреции тестостерона у мужчин начинает с 18-летнего возраста, секреция эстрогенов уменьшается после 30-легнего возраста, инволюция половых желез у женщин наступает после 48-52 лет, секреция гормонов щитовидной железы на высоком уровне сохраняется до 60-65 лет, секреция АКТГ – до глубокой старости.

Из гормонов гипофиза наиболее значительно изменяется секреция гонадотропинов. Секреция остальных снижается незначительно. Секреция вазопрессина возрастает, что может иметь значение в развитии гипертензии у лиц пожилого возраста.

Секреция гормонов надпочечников изменяется незначительно. Диапазон ответов на стресс снижен, вероятность развития фазы истощения более велика.

Возрастные изменения секреции инсулина способствуют увеличению массы жира, развитию атеросклероза. Повышается опасность развития диабета.