Паращитовидные железы

Паращитовидные железы — небольшие тельца, расположенные на задней поверхности щитовидной железы и имеющие общие с ней иннервацию и кровообращение. У 90% людей четыре паращитовидные железы, у 5% — три и у 5% — пять желез.

Паращитовидные железы секретируют паратгормон (паратиреоидный, ПТГ), представляющий собой пептид из 84 аминокислотных остатков. ПТГ необходим для поддержания постоянного уровня ионов кальция в крови. Уровень кальция в крови и межклеточной жидкости — важнейший физиологический параметр, так как кальций служит одним из основных регуляторов всех функций организма, и колебания его концентрации недопустимы. Главные органы-мишени для ПТГ — кости, почки и кишечник. При малейшем снижении концентрации ионов кальция в крови этот гормон поступает в кровь, достигает костей и приводит к выбросу кальция из костной ткани. Кроме того, достигая почек, ПТГ усиливает обратное всасывание кальция из мочи в кровь, препятствуя потере этого важнейшего для организма вещества, а действуя на кишечник, стимулирует всасывание кальция.

При разрастании тканей паращитовидных желез, например при возникновении опухоли, наблюдается избыточная секреция паратгормона, приводящая к «вымыванию» кальция из костей и повышению содержания кальция в крови, что приводит к потере опорной функции костей. Очень часто при этом заболевании, называемом гиперпаратиреозом, страдает функция почек, в частности, избыток кальция в крови приводит к образованию в почках камней, состоящих из солей кальция. Очень часто при гиперпаратиреозе возникают психические нарушения: депрессия, ослабление рефлексов, ухудшение памяти. Для ликвидации гиперпаратиреоза применяют удаление опухоли, клетки которой секретируют паратгормон. При недостаточной секреции ПТГ возникает заболевание — гипопаратиреоз. Его причиной иногда бывает случайное удаление паращитовидных желез при операциях на щитовидной железе, хотя есть и другие причины возникновения гипопаратиреоза. При этом заболевании содержание кальция в крови снижается и, как следствие, повышается нервная и мышечная возбудимость, возникают судороги. Для лечения гипопаратиреоза применяют препараты, повышающие содержание кальция в крови.

Надпочечники

Надпочечники — парные железы внутренней секреции, массой по 5—7 г, расположенные на полюсах почек. В каждом надпочечнике выделяют два слоя: корковый и мозговой (рис. 5.11). Эти слои железы совершенно различны по своему происхождению. Наружный корковый слой развивается из среднего зародышевого листка (мезодермы), а внутренний слой является видоизмененным узлом вегетативной нервной системы.

Рис. 5.11. Надпочечник и его гормоны: 1, 2 и 3 — соответственно пучковая, сетчатая и клубочковая зоны; 4 — альдостерон; 5 — мозговое вещество; 6 — кора

Кора надпочечников подразделяется на три зоны: клубочковую, пучковую и сетчатую. Каждая из этих зон вырабатывает характерные для нее гормоны, которые жизненно необходимы для организма. Общее название гормонов коры надпочечников — кортикостероиды. В клубочковой зоне образуются минералокортикоиды, в пучковой — глюкокортикоиды, в сетчатой — глюкокортикоиды и некоторое количество половых гормонов. Все эти гормоны по своей химической природе — стероиды.

Минералокортикостероиды получили свое название за то, что регулируют обмен таких минеральных элементов, как натрий и калий. Основным минералокортикоидом в организме человека является альдостерон, способствующий, во-первых, задержке в организме воды и натрия и, во-вторых, выведению калия. Основной орган-мишень для альдостерона — почки. Секретируемый под действием АКТГ и ренина почек альдостерон проникает в эпителиальные клетки стенок почечных канальцев, в цитоплазме этих клеток связывается со специфическим рецептором. Комплекс гормон — рецептор проникает в ядро клетки и приводит к синтезу фермента, приводящего к задержке выделения натрия и усилению выведения калия с мочой. Секреция альдостерона усиливается также при уменьшении объема плазмы крови: при сильной жажде или кровопотерях. Под действием альдостерона жидкость задерживается в организме и объем плазмы постепенно нормализуется.

Глюкокортикоиды синтезируются в клетках пучковой зоны коры надпочечников. Основной глюкокортикоид — гидрокортизон (кортизол). Глюкокортикоиды получили свое название за то, что являются регуляторами углеводного обмена, усиливая цепь реакций, приводящих к образованию главного углевода в организме — глюкозы. Кроме того, кортизол тормозит расход глюкозы в периферических органах и тканях. Под влиянием кортизола тормозится проникновение пищевых аминокислот из крови в различные клетки и, как следствие, стимулируются процессы распада белка в различных тканях, что при некоторых патологиях может привести к снижению мышечной массы, замедлению заживления ран. Кортизол также тормозит образование жиров. Кортизол, как и все другие глюкокортикоиды, подавляет развитие воспаления. Воспаление характеризуется тремя симптомами: во-первых, притоком крови к воспаленному участку и его покраснением; во-вторых, увеличением проницаемости стенок капилляров в воспаленном участке и поступлением жидкости из капилляров в межклеточные пространства, т. е. отеком; и, в-третьих, как следствие первых двух процессов — болевыми ощущениями. Все эти три симптома устраняются кортизолом.

Глюкокортикоиды угнетают иммунитет, подавляя образование антител к чужеродным белкам, что позволяет использовать их для торможения реакций отторжения пересаженных органов. В ряде случаев, при кратковременном выбросе кортизола в кровь, описанные реакции не опасны для организма, однако длительное повышение уровня глюкокортикоидов в крови может привести к тому, что симптомы какого-либо инфекционного заболевания будут подавлены, а болезнь от этого не станет менее опасной. Поэтому применять глюкокортикоиды в качестве лекарств нужно только по назначению врача.

Кортизол необходим для создания реакции на сильные раздражители, приводящие к развитию стресса. Стресс можно определить как угрожающую ситуацию, развивающуюся под воздействием боли, кровопотери, страха. Кортизол препятствует кровопотере и, способствуя развитию сосудосуживающего эффекта норадреналина, сужает мелкие артериальные сосуды. Он усиливает сократительную способность сердечной мышцы. Кортизол помогает лучше переносить состояние физиологического шока, он обладает также пермиссивными эффектами, облегчая эффекты тироксина и норадреналина.

Секреция глюкокортикоидов регулируется АКТГ, причем под действием этого гормона не только усиливается секреция, но и стимулируется рост коры надпочечников, т. е. увеличивается масса ткани, способной вырабатывать кортизол.

В течение всей жизни человека в клетках сетчатой зоны коры надпочечников вырабатываются мужские и женские половые гормоны. Так, у мужчин две трети половых гормонов — андрогенов синтезируется в семенниках, а одна треть — в коре надпочечников.

При разрушении клеток коры надпочечников развивается болезнь Аддисона. Раньше хроническая недостаточность коры являлась, главным образом, следствием туберкулезной инфекции. В настоящее время это заболевание чаще возникает из-за разрушительного воздействия на кору надпочечников антител, ошибочно вырабатываемых клетками иммунной системы. У больных с болезнью Аддисона резко повышена секреция кортиколиберина и АКТГ, за счет чего организм пытается повысить выработку гормонов коры надпочечников, что невозможно по причине ее разрушения. Но кортиколиберин является также и фактором, усиливающим секрецию меланоцитстимулирующего гормона гипофиза, который, в свою очередь, приводит к синтезу большого количества пигмента меланина и потемнению кожи. У больных, кроме того, развивается мышечная слабость, снижается масса тела, страдает память и умственные способности, ослабевает концентрация внимания, иногда развиваются депрессии. Наблюдается усиленное выведение натрия с мочой и повышение уровня калия в крови. Для лечения болезни Аддисона необходимо постоянно вводить кортикостероиды.

Возможна и противоположная патология: из-за усиленной секреции кортиколиберина или АКТГ наблюдается гиперфункция коры надпочечников и возникает синдром Кушинга. Еще одно заболевание, связанное с корой надпочечников, — адреногенитальный синдром, вызываемый врожденным отсутствием ферментов, необходимых для синтеза кортизола. На систему гипоталамус — аденогипофиз нехватка кортизола оказывает стимулирующий эффект, и усиленная секреция кортиколиберина гипоталамусом и АКТГ аденогипофизом должна бы повысить уровень кортизола, что в этой ситуации невозможно. Зато естественно усиливается синтез других стероидов коры надпочечников и очень часто — мужских половых гормонов (андрогенов). При этом у девочек, несмотря на нормальный женский генотип, происходит развитие организма по мужскому типу и формируется мужской фенотип. Очень редко кора надпочечников начинает секретировать повышенные количества андрогенов в зрелом возрасте. В этом случае у женщин наблюдается оволосение по мужскому типу, облысение, уменьшение молочных желез, увеличение клитора.

В мозговом веществе надпочечников содержатся специализированные клетки, синтезирующие два гормона: адреналин и норадреналин, относящиеся к классу катехоламинов и вырабатываемые из аминокислоты тирозина. Секреторную активность клеток мозгового вещества стимулирует медиатор ацетилхолин, выделяемый из окончаний преганглионарных симпатических нейронов, подходящих к этим клеткам. Таким образом, по своему эмбриональному происхождению и иннервации мозговое вещество надпочечников — симпатический нервный узел. Из клеток мозгового вещества выделяется приблизительно 80% адреналина и 20% норадреналина. Мишенями этих гормонов являются все ткани организма. Адреналин и норадреналин призваны мобилизовать все силы человека в случае ситуаций, требующих большого физического или умственного напряжения, при травме, инфекции, испуге. Под влиянием внешних или внутренних стрессовых факторов происходит секреция этих гормонов, которые увеличивают частоту сердечных сокращений и выброс крови при каждом из них; повышают давление крови для улучшения снабжения кислородом и глюкозой; учащают дыхание и расширяют бронхи; тормозят перистальтику (сокращение) желудочно-кишечного тракта. Кроме того, адреналин и норадреналин стимулируют энергетический обмен. Так как основным источником энергии в организме служит глюкоза, то под действием этих гормонов распадается полимер глюкозы гликоген, хранящийся в печени; при этом образуется много молекул глюкозы, поступающих в кровь. Стимулируется также распад жиров для покрытия энергетических затрат. Адреналин и норадреналин вызывают повышение возбудимости структур головного мозга, что также адаптирует нервную систему к работе в условиях стресса. Таким образом, когда человек или животное находится в опасности, то гормоны мозгового вещества создают все условия для успешной борьбы или не менее успешного бегства.

Многообразие эффектов адреналина и норадреналина связано с тем, что в различных тканях они реагируют с имеющимися там несколькими видами рецепторов. Выделяют два типа рецепторов к этим веществам альфа- и бета-типа. В свою очередь, эти рецепторы подразделяются на альфа-1, альфа-2 и бета-1, бета-2 и другие подвиды рецепторов. Так, сужение сосудов желудочно-кишечного тракта при стрессе вызвано «включением» альфа-рецепторов, а расширение сосудов мышц при этом опосредовано через бета-рецепторы.

Адреналин наиболее эффективно связывается с бета-адренергическими рецепторами, которые через G-белок запускают активацию аденилатциклазы. Норадреналин в большей степени связывается с альфа-адренергическими рецепторами, которые связаны с другим видом G-белка, напротив, тормозящим активность аденилатциклазы, или воздействуют на события в клетке через повышение внутриклеточной концентрации ионов кальция.

Патологии мозгового вещества надпочечников возникают редко, однако при развитии в этой области опухоли (феохромоцитомы) происходят приступообразные выбросы адреналина, причем симптомы, наблюдаемые при этом, те же, что и при избыточном возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы. Клинически феохромоцитома проявляется подъемом артериального давления (злокачественная гипертензия), не поддающаяся медикаментозному лечению. Единственный метод лечения — хирургический.

Любое разрушение или искусственное удаление надпочечников (адреналэктомия) приводит к быстрой гибели. Эффекты гормонов мозгового слоя надпочечников очень близки к эффектам, возникающим при возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы, и обе эти системы, каждая своими путями, обеспечивает выживание организма в неблагоприятных условиях существования.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа — непарный орган, расположенный между желудком, двенадцатиперстной кишкой и селезенкой. Для нее характерна смешанная секреция. Большая часть железы вырабатывает пищеварительные ферменты, которые в составе сока поджелудочной железы выбрасываются в двенадцатиперстную кишку. В этом заключается внешнесекреторная функция. Между клетками, вырабатывающими пищеварительные ферменты, разбросаны небольшие группы клеток, называемые островками Лангерганса. У человека в поджелудочной железе насчитывают около 2 млн таких островков, в каждый из которых входят три вида клеток: альфа, бета и дельта. Наиболее многочисленны бета-клетки, секретирующие гормон инсулин, меньше альфа-клеток, секретирующих гормон глюкагон, а в дельта-клетках вырабатывается соматостатин, идентичный соматостатину, вырабатываемому в нейронах гипоталамуса. Все гормоны поджелудочной железы по своей химической природе являются пептидами. Для полноценного функционирования эндокринных клеток островков Лангерганса необходим нормальный уровень тиреоидных гормонов, а также кортикостероидов.

Около 60% клеток островков Лангерганса относятся к бета-типу и секретируют инсулин. Инсулин является полипептидом, он состоит из двух цепочек аминокислот, связанных между собой в двух местах. В процессе биосинтеза инсулина в бета-клетках сначала образуется его предшественник — проинсулин, из середины которого отщепляется часть молекулы, а два оставшихся фрагмента соединяются в двуцепочечную молекулу инсулина.

Биологические эффекты инсулина заключаются в том, что он увеличивает поступление аминокислот, и особенно глюкозы, из крови в клетки различных тканей. Это приводит к усилению энергетического обмена и синтеза белков.

Еще один аспект воздействия инсулина на обмен углеводов состоит в том, что он стимулирует образование из глюкозы основного запасного сахарида нашего организма — гликогена. Гликоген образуется и хранится «на черный день» в печени. Инсулин активирует работу ферментов, соединяющих молекулы глюкозы в полимерную молекулу гликогена, и тормозит действие ферментов, расщепляющих гликоген. Таким образом, после еды, когда уровень глюкозы в крови повышен, секретируемый инсулин способствует быстрому поглощению глюкозы тканями для обеспечения их энергетических нужд и запасанию излишней глюкозы в виде гликогена в печени. В результате уровень глюкозы в крови возвращается к норме и тем самым ликвидируется основной стимул для выброса инсулина из клеток поджелудочной железы, и содержание инсулина в крови также быстро уменьшается до исходного. Помимо этого, инсулин ускоряет поглощение и отложение жиров в жировых депо организма.

Для осуществления своего биологического эффекта инсулин должен связаться с рецептором, входящим в состав клеточной мембраны. Образовавшийся комплекс инсулин — рецептор изменяет активность многих клеточных систем. В итоге содержание специальных белков-переносчиков глюкозы через мембрану возрастает в 5—10 раз, что приводит к увеличению скорости поступления глюкозы из крови в клетки в 20—40 раз.

Секреция инсулина стимулируется повышенной концентрацией глюкозы и аминокислот в крови, а угнетается адреналином, а также глюкагоном и соматостатином.

Около 25% клеток островков Лангерганса относятся к альфа-типу и секретируют глюкагон. Глюкагон — одноцепочечный пептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. По своим биологическим эффектам глюкагон является антагонистом инсулина, повышая содержание глюкозы в крови, хотя он и не действует на поглощение глюкозы тканями. Основной орган-мишень этого гормона — печень. Глюкагон связывается с рецепторами на поверхности клеток печени (гепатоцитов) и стимулирует распад гликогена до глюкозы, в результате чего ее содержание в крови возрастает. Кроме того, глюкагон стимулирует распад жиров и выход продуктов их распада в кровь. Усиленная секреция глюкагона происходит в том случае, когда содержание глюкозы в крови падает и ее не хватает для обеспечения энергетических нужд организма. При высоком содержании глюкозы в крови поступление глюкагона в кровь снижается.

Дельта-клетки островков Лангерганса расположены между альфа-клетками, занимающими периферическую часть островка, и бета-клетками, находящимися в его центральной части. Дельта-клетки секретируют гормон соматостатин, который уже был упомянут при описании гипоталамических гормонов. Выделяясь из клеток, соматостатин осуществляет местное действие, перемещаясь от клетки к клетке, т. е. паракринно. Возможно даже, что соматостатин не всегда выходит в межклеточное пространство, а попадает в регулируемые им альфа- и бета-клетки по межклеточным мостикам. Функция соматостатина в поджелудочной железе состоит в торможении секреции как инсулина, так и глюкагона, участвуя тем самым в регуляции углеводного и липидного обмена.

Недостаточная секреция инсулина бета-клетками поджелудочной железы приводит к развитию сахарного диабета. Часто заболевание носит наследственный характер и проявляется до 30 лет на фоне нарастающего снижения активности бета-клеток; но часто диабет поражает и юношеский организм. Иногда причина диабета кроется не в нехватке инсулина, а в снижении числа рецепторов или в снижении чувствительности рецепторов к инсулину.

У здорового человека содержание глюкозы в крови довольно постоянно и составляет примерно 80 мг на 100 мл крови, и, таким образом, в крови каждого человека постоянно циркулирует чайная ложка глюкозы, которую можно моментально использовать. В ответ на поступление глюкозы с пищей из поджелудочной железы в кровь выбрасывается инсулин, обеспечивающий ее потребление тканями и отложение ее в печени. При сахарном диабете инсулина не хватает и глюкоза накапливается в крови. При возрастании ее содержания в крови приблизительно в 2,5 раза глюкоза начинает выводиться из организма с мочой. Таким образом, возникает самый известный симптом диабета — появление сахара в моче, в то время как в тканях организма катастрофически не хватает глюкозы. Высокая концентрация глюкозы в моче приводит к увеличению объема мочи, достигающего 3—4 л, а изредка 8—9 л/сут, вместо 2,0—2,5 л/сут у здорового человека. При этом больной постоянно испытывает чувство жажды и у него повышается аппетит. Так как сахар при диабете не может проникать в ткани, то роль основного источника энергии переходит к жирам. Однако мозг, потребляющий не менее 20% всей энергии, необходимой организму, может использовать в качестве ее источника исключительно глюкозу. Усиленный распад жиров приводит к образованию вредных продуктов, в частности ацетона, закисляющих кровь. В результате этого дыханию больных диабетом присущ запах «гнилых груш». Происходит постоянное повреждение нейронов, что в тяжелых случаях заканчивается диабетической комой и смертью больного.

Наиболее частыми осложнениями диабета выступают различные поражения нервной системы: нарушается чувствительность периферических нервов; в конечностях возникают чувства слабости, тяжести, жжения; возможны судороги; уменьшается объем мышц конечностей; страдает иннервация внутренних органов. Лечение диабета достаточно сложно, и необходима комплексная терапия, включающая в себя правильную диету, применение инсулина, применение лекарств-стимуляторов бета-клеток, дозированные физические нагрузки. Хорошее знание эндокринологии позволяет врачам поддерживать в работоспособном состоянии больных сахарным диабетом, число которых только в России составляет около 8 млн человек. В развитых странах Европы и Америки распространенность сахарного диабета достигла 6%.

Возможно состояние, причины которого противоположны причинам возникновения сахарного диабета. При опухолях поджелудочной железы может выделяться слишком много инсулина, глюкоза быстро потребляется тканями и ее содержание в крови резко падает. То же самое происходит при передозировке инсулина. В результате нейронам мозга не хватает важнейшего «носителя энергии», и наступает инсулиновый шок, который, если быстро не ввести больному глюкозу, может привести к его гибели.