Физиология эндокринной системы

Физиология эндокринной системы
•  Содержание o 13 лекций o 1 контрольная работа o Зачет (май) •  Программа (со списком литературы) hDp://elib.bsu.by/ o  Электронная библиотека БГУ > Биологический факультет > УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА > Учебно-­‐методические комплексы биологического факультета > Учебно-­‐методические комплексы кафедры Физиологии человека и животных > Учебно-­‐методический комплекс по дисциплине "Физиология эндокринной системы" > o  Учебно-­‐методический комплекс по дисциплине "Физиология эндокринной системы» Лекция 1
•  Содержание o Краткая история физиологии эндокринной системы o Филогенез эндокринной системы хордовых o Нарушения функционирования эндокринной системы o Методы изучения эндокринной системы СТАРОСТЫ!!! Тема для журнала: Физиология эндокринной системы как раздел биологии. История, филогенез, методы изучения. Зачем ФЭС? •  около 1015 клеток (квадриллион), приблизительно 200 клеточных типов •  множественность, дифференциация и специализация составляющих компонентов требует высокого уровня интеграции и координации Межклеточные взаимодействия •  взаимообмен строительными и топливными материалами, сигналами об интенсивности обмена веществ и энергии •  межклеточные взаимодействия дополняют, координируют механизмы внутриклеточного управления (генетические, ф е р м е н т а т и в н ы е , т р а н с п о р т н ы е ) – н е о б р а т и м о программируют или обратимо регулируют Эндокринная система •  Физиологическая система -­‐ это определенная совокупность органов и тканей с собственными механизмами нейрогуморальной регуляции, которые обеспечивают осуществление определенной функции организма. o кровообращение, дыхание, пищеварение, выделение, обмен веществ и энергии, терморегуляция, интегративные системы •  Эндокринная система (ЭС) занимает одно из центральных мест в специализированном управлении различными процессами жизнедеятельности на уровне целого организма Гормоны •  действуют на метаболизм, физиологию и морфологию клеток •  определяют o  интенсивность синтеза белка и ДНК, o  размеры клеток, o  митотическую активность, o  ростовые процессы, o  дифференциальную активность генов, o  формирование клеточного фенотипа, o  дифференцировку клеток, o  формирование пола и размножение, o  разные формы адаптации и поддержания гомеостаза, o  поведение и рассудочную деятельность Эндокринология и ФЭС •  Эндокринология – раздел медицины, который занимается диагностикой и лечением заболеваний желез внутренней секреции. •  Клиническая эндокринология разрабатывает o  проблемы первичной патологии желез внутренней секреции – диабет, тиреотоксикоз, аддисонова болезнь, гипофизарные заболевания и др. o  вопросы патогенеза, гормональное лечения множества неэндокринных болезней – коллагенозов, аллергических заболеваний, некоторых опухолей, атеросклероза, гинекологических и урологических заболеваний, дистрофий, шока, ожогов и т.д. o  создает теоретические основы для широкого применения контрацептивных (противозачаточных) препоратов. •  Эндокринология играет значительную роль в теории и практике различных отраслей животноводства. Физиология •  Физиология — наука о процессах, протекающих в живых организмах и обеспечивающих их существование в окружающем материальном мире. Физиология раскрывает законы, по которым совершаются функции целостного животного организма, его органов, тканей, клеток и составляющих их структурных единиц. o Основная задача физиологии — дальнейшее раскрытие специфических физиологических законов деятельности систем организма человека и животных, что необходимо для разработки способов управления всеми проявлениями жизни организма, и прежде всего обмена веществ и энергии, психики и поведения. Цели физиологии •  1) исследование законов осуществления нормальных функций в живом организме в зависимости от постоянно изменяющихся и развивающихся условий его жизни •  2) исследование исторического, филогенетического, и индивидуального, онтогенетического, развития функций живого организма и их взаимосвязи. ЗДОРОВЬЕ •  В практической деятельности часто встречаются такие понятия, как нормальная температура тела, нормальное давление крови и т. д. •  При этом имеется в виду усредненный результат измерения тех или иных показателей в определенной популяции. •  Наиболее часто встречающиеся показатели считают нормой, а человека, показатели которого соответствуют норме, признают здоровым. •  Однако для этих показателей характерны значительные колебания в зависимости от условий окружающей среды, социально-­‐бытовых условий, и поэтому они не всегда могут быть использованы для строго научного определения здоровья. •  Здоровье –это когда каждый день болит в другом месте (Ф.Г.Раневская) Всемирная организация здравоохранения приняла следующее определение здоровья •  Здоровье — это состояние полного физического, психологического и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов. •  Здоровье выражается в том, что в ответ на действие повседневных раздражителей возникают адекватные реакции, которые по характеру и силе, времени и длительности свойственны большинству людей данной популяции. ЗДОРОВЬЕ •  Заключение о здоровье или нормальном состоянии организма делают на основании •  антропометрических, •  физиологических •  биохимических исследований. •  При оценке состояния здоровья человека имеют значение не только анатомо-­‐физиологические критерии, но и социальные, прежде всего степень участия в трудовой и общественной деятельности. •  (коснется всех, если тяжелая болезнь или старость=пенсия, èзапрет работать) БОЛЕЗНЬ •  Болезнь есть нарушение нормальной жизнедеятельности организма при действии на него повреждающих агентов, в результате чего понижаются его приспособительные возможности. •  В болезни всегда существуют два противоположных процесса, два начала. Одно из этих начал И.П. Павлов назвал "физиологической мерой против болезни", а второе — "собственно патологическим, или поломом». o  Например, при абсцессе мы видим гибель ограниченного участка ткани, но тут же и эмиграцию лейкоцитов, фагоцитоз, которые защищают организм. Умение различать процессы входит в задачу врача. Он должен стремиться к тому, чтобы устранить “собственно патологическое” и в то же время стимулировать защитное. •  Даже при таком заболевании, как рак, когда, казалось бы, у организма нет никакой защиты, внимательный исследователь найдет ее. •  "Полом" и "мера против болезни" существуют неразрывно, и нет болезни, если нет этого единства. •  Полное отсутствие защитного механизма означает смерть. •  Полное отсутствие "полома" означает здоровье. Здоровье с точки зрения физиологии •  Здоровье — это прежде всего такое физиологическое состояние организма, в котором отмечается соответствие структуры и функции, а также способность регуляторных систем поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостазис). Клод Бернар (1878 г.) ввел категории жизни: •  Латентная жизнь (зерно, спора, циста, периоды покоя коловраток) •  Осциллирующая жизнь (гибернация = зимняя спячка животных, оцепенение от жары лягушек) •  Свободная жизнь (млекопитающие) •  Постоянство внутренней среды есть условие свободной жизни Валтер Кеннон 1929 •  Гомеостазис=постоянство внутренней среды •  Константы организма жесткие (рН крови) и пластичные (температура тела холоднокровных) Животный организм открытая макромолекулярная, саморегулирующаяся, самовосстанавливающаяся и самовоспроизводящаяся с помощью непрерывного обмена •  веществ, •  информации, •  энергии система, способная чувствовать, активно, целенаправленно передвигаться и адаптироваться в окружающей среде (что такое обмен веществ, информации и энергии?) Функциональные системы •  Функциональная система, согласно теории функциональных систем П.К.Анохина, — динамическая совокупность р а з л и ч н ы х о р г а н о в и ф и з и о л о г и ч е с к и х с и с т е м , формирующаяся для достижения полезного для организма приспособительного результата. Функциональные системы •  Функциональные системы поддерживают оптимальные ф и з и о л о г и ч е с к и е п о к а з а т е л и , о б е с п е ч и в а ю щ и е достижение полезного результата — удовлетворение биологических и социальных потребностей. •  Набор органов и физиологических систем организма, включающихся в функциональные системы, определяется текущими потребностями организма. Определение ФС •  Функциональные системы (пищеварения, выделения, кровообращения, терморегуляции) – это динамические саморегулирующиеся организации всех составляющих элементов, деятельность которых подчинена получению жизненно важных для организма приспособительных результатов. •  У ФС терморегуляции нет собственной физиологической и анатомической систем К.В. Судаков выделяет четыре группы приспособительных результатов •  Ведущие показатели внутренней среды, определяющие нормальный метаболизм тканей (сохранение констант внутренней среды, гомеостазис); •  Результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие основные биологические потребности (взаимодействие особи со средой обитания, поиск пищи); •  Результаты стадной деятельности животных, удовлетворяющие потребности сообщества (сохранение вида); •  Результаты социальной деятельности человека, удовлетворяющие его социальные потребности, обусловленные его положением в определенной общественно-­‐экономической формации (характерна для человека). Гомеостатическая ФС ФС поддержания температуры крови Принципиальная схема функциональной системы ГОМЕОСТАЗИС — способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций (регуляция функций), направленных на поддержание динамического равновесия (др.-­‐греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — состояние) Краткая история физиологии эндокринной системы •  Упоминания в трактатах врачей и философов древности •  Отрывочные клинические наблюдения первые клинические описания – зоб, эффекты кастрации животных Морфологические описания Экспериментальное моделирование Выделение гормонов в чистом виде Получение гормонов синтетическим путем (адреналина, тироксина, тестостерона, гидрокортизона) •  Изучение действия гормона на организм • 
• 
• 
• 
Краткая история физиологии эндокринной системы •  1500 г.до.н.э. египетские папирусы – упоминание о сахарном диабете •  460-­‐370 гг.до.н.э. Гиппократ – управление жизненными процессами при помощи 4-­‐х соков организма (флегма, мелайна холе, сангвис, холе) •  отец гуморальной теории • 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
II пол. XIX в. – экспериментальное моделирование Арнольд Берхольд (1803-­‐1861) Клод Бернар (1813-­‐1878) Оскар Минковский (1858-­‐1931) Шарль Эдуард Броун-­‐Секар (1817-­‐1894) … II пол. XX в. – открытие молекулярных механизмов действия гормонов
Краткая история физиологии эндокринной системы •  «Впрыскивание тестикулярной вытяжки сильно повышает обмен веществ, упавший вследствие ослабления функции яичек. В старческом возрасте, когда наступает одряхление организма, как показал впервые Броун-­‐Секар, тестикулярная вытяжка оказывает необычайный по своим результатам положительный динамогенный эффект (прим. лек.: с п о с о б н о с т ь в ы з ы в а т ь м ы ш е ч н у ю а к т и в н о с т ь искусственным путем). Броун-­‐Секар, старик 72 лет, больной и почти нетрудоспособный, под влиянием нескольких впрыскиваний вытяжки превратился в здорового, работоспособного, бодрого человека»
Краткая история физиологии эндокринной системы •  Постулаты Эмиля Теодора Кохера* (1843-­‐1910) для ученых, изучающих эндокринную систему o удаление предполагаемой железы o описание биоэффектов операции o введение экстракта железы o доказательство того, что введение экстракта ликвидирует симптомы отсутствия железы o выделение, очистка и идентификация активного начала * швейцарский хирург, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1909 году «за работы в области физиологии, патологии и хирургии щитовидной железы». Краткая история физиологии эндокринной системы •  Гормоны именовали «вещество Х», «фактор ?» •  Авторы терминов – o «Внутренняя секреция» -­‐ К. Бернар, но первоначально для «секреции» глюкозы печенью o «Гормон» -­‐ У. Харди; Бейлисс и Старлинг, использовали, но для секретина* o «Железы внутренней секреции» -­‐ Броун-­‐Секар Краткая история физиологии эндокринной системы Меринг – исследователь, Минковский – хирург: •  Цель -­‐ определение роли поджелудочной железы в переваривании жиров •  собакам удаляли поджелудочную железу •  наблюдаемый эффект -­‐ полиурия и истощение •  Оскар Минковский исследовал мочу животного на сахар и сделал вывод о связи между удалением железы и последующим развитием диабета •  через 15-­‐20 дней – диабетическая кома •  смерть Процесс можно было приостановить и даже повернуть вспять, если ввести под кожу животного частицы удалённого органа. Краткая история физиологии эндокринной системы •  1869 г. – Лангерганс – изучение структуры поджелудочной железы •  1889 – опыт Меринга, Минковского •  1901 г. – Л.В. Соболев – доказал, что экстракт поджелудочной железы влияет на углеводный обмен, предложил использовать для лечения •  1916 г. – Шарпи-­‐Шефер – первый открыл инкрет, «инсулин», вещество островков Лангерганса •  1923 г. – Нобелевская премия за выделение инсулина в чистом виде Бантингу (лаборатория Маклеода) + Бест •  1925 г. – инсулин в кристаллическом виде •  1955 г. – Сенгер – первичная структура инсулина свиней и крупного рогатого скота •  В 1972 г. в Институте экспериментальной эндокринологии и химии гормонов АМН СССР под руководством академика Н.А. Юдаева был синтезирован инсулин человека Краткая история физиологии эндокринной системы •  В 2006 г. Организация Объединённых Наций определила сахарный диабет как самый опасный вызов мировому сообществу и приняла Резолюцию по борьбе с этой болезнью, в которой говорится о всемирной угрозе сахарного диабета и его осложнений, влекущих за собой опасность для здоровья всех наций, а также важные медико-­‐
социальные, экономические и этические проблемы. Краткая история физиологии эндокринной системы •  1901 г. – Ленгли – биоэффект хим. агента надпочечников = биоэффекту стимуляции симпатических нервов •  1901 г. Такамине – получил «адреналин» в кристаллическом виде, назвал •  1930-­‐1940 гг. – Кендалл, Рейхштейн – выделение, определение хим. cтруктуры гормонов коркового слоя надпочечников •  1950 г. – Нобелевская премия – Хенч – за клиническое применение глюкокортикоидов в качестве противовоспалительного средства o  в основе исследований – учение об адаптационном синдроме Селье (1907-­‐1982) •  1953 г. – Симпсон, Тейт изучили альдостерон •  1971 г. – Ролл и Сазерленд – Нобелевская премия за открытия, касающиеся механизмов действия гормонов Краткая история физиологии эндокринной системы •  1882 г. Кохер, Реверден – изучение эндемического зоба и обоснование его оперативного лечения •  1884 г. Бубнов описал тиреопротеины •  1909 г. Нобелевская премия за исследование щитовидной железы Э.Т. Кохер •  1914 г. Кендалл выделил и назвал тироксин •  1926 г. синтез тироксина Краткая история физиологии эндокринной системы •  1920-­‐1930 гг. – Аллен, Дойзи, Бутенандт – выделение некоторых соединений эстрогенной природы из фолликулярной жидкости •  1934 г. – выделение из желтого тела прогестерона Краткая история физиологии эндокринной системы •  «Рождение» эндокринологии •  Эндокринология – раздел медицины, который занимается диагностикой и лечением заболеваний желез внутренней секреции. •  Эндокринная система — система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующими через межклеточное пространство в соседние клетки.
Краткая история физиологии эндокринной системы •  1920-­‐1930 гг. – Цондек, Ашгейм – исследования передней доли гипофиза •  1930 г. Смит определил стимулирующее влияние экстрактов гипофиза •  1947 г. Б.А. Усай – открытие роли гипофиза в метаболизме глюкозы •  1955 г. Шалли, Харрис, Гиймен, Мак-­‐Кан – стимулирующее влияние экстрактов гипоталамуса, «рилизинг гормоны» •  1955 г. Винсент дю Виньо выделил вазопрессин и окситоцин •  1963 г. новый раздел – нейроэендокринология Краткая история физиологии эндокринной системы •  новая старая концепция о тканевых гормонах •  ЖКТ •  APUD система (amine precursor uptake decarboxyla•on) 1960-­‐1980 гг. Пирс, Полак •  факторы роста – Рита Леви-­‐Монтальчини, Стэнли Коэн •  простагландины – Ульф фон Эйлер, Бергстрем, Самуэльсон •  NO – Фурчготт, Игнарро, Мюрад •  Местная регуляция физиологических процессов Определение некоторых базовых понятий
•  Г о р м о н ы – х и м и ч е с к и е п о с р е д н и к и , к о т о р ы е синтезируются и секретируются непосредственно в кровоток специализированными клетками в ответ на специфические сигналы •  Клетки мишени – клетки, которые способны обнаружить гормоны и «ответить» определенным образом •  Регуляторные соединения – источники информации, получая которую клетки усиливают/ослабляют свою деятельность Определение некоторых базовых понятий
Химические вещества регуляторы o  гормоны o  нейромедиаторы o  аутокоиды (образуются при воспалительных реакциях) o  простагландины o  внутриклеточные системы вторых посредников o  циркулирующие в крови субстраты, ионы o  феромоны o половые аттрактанты o метчики следов o факторы тревоги o регуляторы состава колонии Определение некоторых базовых понятий
Гормон-­‐чувствительные клетки существуют в сложном и постоянно меняющемся окружении субстратов и ионов и их активность регулируется гормональными и негормональными факторами Феромоны
Одна клетка – 4 самки мышей – увеличение частоты случаев ложной беременности (необходимо наличие обонятельных луковиц) Одна клетка – много самок мышей – нарушение эстральных циклов Одна клетка – много самок мышей+один самец -­‐ синхронизация эстральных циклов («эффект Уиттена»), уменьшение частоты нарушений в функционировании органов размножения Запах «чужого» самца может блокировать развитие беременности у недавно забеременевшей мыши («эффект Брюса») Феромоны человека?
14-­‐окситетрадекановая кислота Взаимодействие регуляторных систем в фило-­‐ и онтогенезе •  Тесное взаимодействие регуляторных систем в их филогенезе проявляются тесными динамическими координацями, а в онтогенезе – эргонтическими* корреляциями * ( р а з н о в и д н о с т ь и н д и в и д у а л ь н ы х к о р р е л я ц и й , обусловленная функциональными зависимостями органов и структур; синоним: эктокорреляции). Гуморальная регуляция, развитие •  Гуморальная регуляция эволюционно возникла раньше нервной. •  У самых примитивных многоклеточных животных -­‐ губок -­‐ некоторые клетки секретируют серотонин и ацетилхолин (для согласования деятельности отдельных частей тела). •  В организме иглокожих и брюхоногих моллюсков, а также низших хордовых обнаруживается инсулин. •  У большинства исследованных беспозвоночных найдены также стероидные гормоны, секретирующиеся клетками половых желез и ряда других органов. o  Вероятно, их происхождение очень древнее, так как они обнаружены даже у грибов и у многих видов растений. Эволюция и гормоны •  Химическая структура гормонов многообразна. •  Гормоны разнообразны по происхождению. •  Главное, что их объединяет, -­‐ способность специфически изменять клеточный метаболизм при контакте с цитоплазматической мембраной. o Уже древние одноклеточные организмы использовали биологически активные вещества для межклеточных коммуникаций. •  Интересно, что в прогрессивной эволюции гуморальной регуляции структура самих гормонов может и не меняться. o  Доказательство -­‐ обнаружение таких известных гормонов, как адреналин, норадреналин и некоторые другие, в клетках простейших и низших растений, где они выполняют функции регуляторов клеточного деления, движения ресничек и вакуолей. Гормоны в онтогенезе •  В эмбриогенезе многоклеточных ряд гормонов выявляется уже в первые часы и дни развития. o В процессе дробления они регулируют течение клеточного цикла. o Позже -­‐ перемещения клеток и образование межклеточных контактов, действуя либо внутри клеток, их продуцирующих, либо на близлежащие клетки. •  Гормоны в филогенезе и онтогенезе •  Гормоны приобретают свойства дистантных регуляторов в филогенезе только у трехслойных животных, а в онтогенезе многоклеточных -­‐ соответственно на стадии первичного органогенеза. •  При неизменности химической структуры функции гормонов могут нередко изменяться. o пролактин, выделяющийся у млекопитающих, обнаружен также у рыб, земноводных и птиц; у первых он регулирует выделение кожными железами слизи, которой питаются мальки, у вторых -­‐ образование оболочек икринок в яйцеводах, у третьих -­‐ некоторые элементы брачного поведения, а также выделение у кормящих родителей «зобного молочка». Эволюция действия гормонов •  может быть канализированной выполнением одной и той же функции в самом широком смысле. •  Пример с пролактином -­‐ у животных, находящихся на разных уровнях организации, имеют отношение к обеспечению успешности размножения. Смещение акцентов •  Функции других гормонов, например, адреналина, могут в филогенетическом ряду тех же позвоночных практически не меняться, обеспечивая у всех регуляцию в первую очередь энергетического обмена. •  При этом часто гормоны продолжают выполнять те функции, которые первично проявлялись еще у одноклеточных и низших многоклеточных животных. o  Адреналин в организме млекопитающих, кроме регуляции энергетического обмена, артериального давления и работы сердца, замедляет прохождение клеток по клеточному циклу и вступление их в митоз. o  Функция регуляции размножения у одноклеточных была исторически, по-­‐
видимому, главной. Из главной эта функция у многоклеточных животных превратилась во второстепенную. Филогенез гормонов •  Таким образом, на филогенез гормонов, так же, как и на эволюцию органов, распространяются основные закономерности макроэволюционных преобразований биологических структур. Эволюция желез внутренней секреции •  Железы внутренней секреции имеют разное происхождение, что важно для изучения их эволюции. o Некоторые эндокринные железы связаны по происхождению с эпителиальной выстилкой глотки. К ним относятся щитовидная и паращитовидная железы. o Эпифиз развивается как вырост мозга; o Гипофиз, надпочечники и поджелудочная железа имеют сложное происхождение. Эндокринная система хордовых •  У бесчерепных ЭС существует в виде отдельных клеток и клеточных комплексов, которые находятся в разных отделах тела, объединенных друг с другом за счет гуморального взаимодействия. •  У позвоночных в основании промежуточного мозга развивается гипоталамус -­‐ нейросекреторное образование, осуществляющее связь между двумя системами интеграции организма (нервной и эндокринной) в единое целое. •  В м е с т е с г и п о ф и з о м г и п о т а л а м у с о б р а з у е т единую гипоталамо-­‐гипофизарную систему. ХАРАКТЕРИСТИКА ОНТОГЕНЕЗА ЭНДОКРИННЫХ ОРГАНОВ •  Онтогенез большинства эндокринных и экзокринных желез начинается с секреторных клеток -­‐ производных эпителия, которые приобретают способность выделять (кринировать) гормоны. •  Вместе с тем, секреторной способностью обладают клетки другого происхождения: нейросекреторные клетки гипоталамуса, клетки глии (эпендима субкомиссурального отдела мозга и эпифиза), клетки мозговой части надпочечников и параганглиев, клетки мезенхимы гонад (интерстициальные клетки) и плаценты. Гипоталамус •  Эволюционный предшественник гипоталамуса -­‐ инфундибулярный вырост ланцетника (нейросекреторные клетки на вентральной стороне переднего конца нервной трубки). •  Начиная с рыб, гипоталамус дифференцируется на многочисленные ядра, клетки которых с помощью отростков контактируют как с нейронами мозга, так и с клетками гипофиза. •  Нейросекреторные клетки гипоталамуса выделяют две основные группы гормонов: пептидные и моноаминовые. o  Первые -­‐ гормоны, влияющие на функции внутренних органов – рилизинг-­‐
гормоны, вазопрессин, регулирующий артериальное давление, окситоцин, действующий на мускулатуру матки. o  Вторая группа гормонов (дофамин, норадреналин, серотонин) регулирует деятельность передней доли гипофиза. Их действие стимулирует или подавляет секрецию гормонов соответствующими гипофизарными клетками. Гипофиз •  Гипофиз состоит из трех долей: передней (аденогипофиза) {пд}, средней {сд} и задней (нейрогипофиза) {зд}. o  пд развивается из выпячивания эктодермального эпителия крыши ротовой полости, который растет в сторону промежуточного мозга. o  зд развивается из задней части воронки (связывающей гипофиз и гипоталамусом); клетки, входящие в ее состав, по происхождению являются глиальными. o  сд -­‐ производная от передней. Гипофиз •  У человека в эмбриогенезе развитие гипофиза соответствует основным этапам его эволюции. o  Очень часто, в 30-­‐40%, у нормальных людей под слизистой оболочкой крыши глотки, в основании клиновидной кости, обнаруживается группа клеток длиной 5-­‐6 мм и шириной 0,5-­‐1 мм, по структуре и функциям соответствующая передней доле гипофиза. Это результат нарушения перемещения клеток при закладке гипофиза в эктодерме ротовой полости в области турецкого седла. Эту аномалию называют эктопией аденогипофиза, она не сопровождается патологическими проявлениями. Более опасно сохранение полости в области кармана Ратке -­‐ киста кармана Ратке. Она располагается между передней и промежуточной долями, содержит слизь и в ряде случаев имеет тенденцию к росту и даже к переходу в злокачественное новообразование. Растущие кисты сдавливают гипофиз и вызывают его гипофункцию. Кроме того, возможно сдавление области hiasma opXcum, что проявляется в нарастающем сужении полей зрения. Больные нуждаются в оперативном вмешательстве. Эпифиз •  Эпифиз, или верхний мозговой придаток, -­‐ эндокринная железа, связанная по происхождению с органом зрения. o  Его строение у низших водных позвоночных сходно со строением примитивного глаза. •  У рыб, земноводных и пресмыкающихся это фоторецепторный орган, одновременно выделяющий гормон мелатонин, регулирующий суточную активность животных и контролирующий синтез и разрушение темного пигмента меланина. •  У млекопитающих фоторецепторная функция эпифиза исчезает, однако он сохраняет тесную функциональную связь с сетчаткой глаза и получает от нее информацию как об освещенности, так и о продолжительности дня и ночи. От этих факторов зависит секреция мелатонина эпифизом. Поэтому функция регуляции суточной и годичной ритмической активности этой железой у млекопитающих, в том числе человека, в полной мере сохраняется. Щитовидная железа •  Щитовидная железа, гормон тироксин регулирует энергетический обмен, среди хордовых как компактный орган впервые появляется у рыб. •  У ланцетника отдельные тироксин-­‐синтезирующие клетки обнаруживаются в эндостиле -­‐ желобке на вентральной стороне глотки. •  Щитовидная железа рыб закладывается также в виде желобка на вентральной стороне глотки между 1-­‐й и 2-­‐й жаберными щелями в области зачатка основания языка. Позже этот клеточный материал погружается под слизистую оболочку и формирует фолликулы, характерные для щитовидной железы. •  У других позвоночных железа закладывается так же, как у рыб, но затем она перемещается в область подъязычной кости (у земноводных) или в шейную область (у пресмыкающихся и млекопитающих). Щитовидная железа •  У человека в эмбриогенезе -­‐ рекапитуляция предковых состояний. •  миграция клеток из эпителия корня языка в область расположения щитовидного хряща гортани o  образуется клеточный тяж, полый внутри, называющийся щитоязычным протоком. o  проток полностью редуцируется, рудиментом его является слепое отверстие в корне языка. •  Свидетельство эмбрионального перемещения железы -­‐ и расположение верхней щитовидной артерии a. thyreoidea superior (31), которая, начинаясь от общей сонной артерии, резко поворачивает вниз и входит в железистую ткань. На ранних этапах эмбрионального развития эта артерия направляется вверх к зачатку щитовидной железы, а затем меняет свое направление вместе с его перемещением книзу. Эктопия щитовидной железы •  Аномалии щитовидной железы: •  1 -­‐ нормальное расположение железы; •  2 -­‐ место эмбриональной закладки железы; •  3 -­‐ варианты аномального расположения железы; показано направление перемещения зачатка щитовидной железы в онтогенезе Паращитовидные железы •  Из эпителия глотки в области III-­‐V жаберных карманов у позвоночных развиваются мелкие эндокринные образования, связанные по месту окончательного положения со щитовидной железой. Это паращитовидные железы {ПЩЖ} и ультимобранхиальные тельца {УТ}. o  ПЩЖ, выделяя гормон паратиреоидин, повышающий содержание ионов кальция в крови и уменьшающий их количество в костях, развиваются как самостоятельные железы только у наземных позвоночных, а у земноводных -­‐ лишь после метаморфоза. o  Клетки УТ выделяют кальцитонин, антагонист паратиреоидина. •  В филогенетическом ряду позвоночных железы постепенно перемещаются из глоточной области в сторону щитовидной железы, а у млекопитающих даже срастаются с ней. Паращитовидные железы еще сохраняют самостоятельность, а клетки ультимобранхиальных телец мигрируют между фолликулами щитовидной железы и сохраняются под названием парафолликулярных клеток. •  Таким образом, на примере щитовидной, паращитовидных желез и ультимобранхиальных телец видна интеграция железистых структур в сложное надорганное образование, выполняющее целый комплекс взаимосвязанных функций. Надпочечники •  Надпочечники позвоночных имеют двойственное происхождение. •  У рыб и земноводных o  ткани, соответствующие мозговому и корковому веществам этих желез, расположены отдельно друг от друга. Зачатки мозгового вещества связаны по происхождению с симпатическими нервными узлами и расположены метамерно. Зачатки коркового вещества развиваются из утолщений эпителия брюшины. •  У наземных позвоночных o  мозговое и корковое вещества объединяются в компактные эндокринные железы, имеющие сложное гистологическое строение. •  У млекопитающих они прилежат к переднему концу почек. Мозговое вещество выделяет в основном адреналин – регулятор кровообращения и энергетического обмена, а корковое вещество – разнообразные стероидные гормоны, влияющие на минеральный и углеводный обмены, функции почек, половых желез и формирование ряда вторичных половых признаков. Поджелудочная железа •  Поджелудочная железа (ПЖ) -­‐ это орган со смешанной экзокринной и эндокринной функцией. o  вырабатывает панкреатический сок, содержащий ряд специфических ферментов, расщепляющих жиры, белки и углеводы (амилаза, карбоксилаза, липаза, трипсин, химотрипсин и др.) o 3 гормона: инсулин, регулирующий углеводный обмен (превращает глюкозу в гликоген) и жировой обмен; глюкагон (превращает гликоген в глюкозу) и липокаическая субстанция, при дефиците которой развивается жировое перерождение печени, так как эта субстанция поддерживает уровень липидов в крови. Корреляционная связь между регуляторными системами •  Существует тесная корреляционная связь между экспрессией генов (содержанием мРНК) в нейронах, синтезом гормонов и уровнем метаболизма в клетках эндокринных желез при возбуждении и торможении нервной системы. •  Соответствующими примерами служат: сенсорная стимуляция, обучение, длительная тренировка, физическое напряжение и другие воздействия на ЦНС, повышающие ее возбудимость и увеличивающие экспрессию генов в нервной ткани и синтез гормонов в эндокринных и экзокринных железах. Иными словами, нервное возбуждение влияет на активность генов и всего генотипа, и его медиаторами являются специфические индукторы генной активности, или гормоны. Филогенез эндокринной системы
•  Гуморальная регуляция «проще», появилась раньше •  продукты метаболизма одноклеточных •  в эмбриогенезе многоклеточных ряд гормонов выявляется уже в первые часы и дни развития •  Гормоны приобретают свойства дистантных регуляторов в филогенезе только у трехслойных животных, а в онтогенезе многоклеточных — на стадии первичного органогенеза •  Эндокринная система возникла «на базе» нейросекреторных клеток, позже нервной системы •  нейро-­‐гуморальная регуляция функций •  В прогрессивной эволюции гуморальной регуляции структура самих гормонов, систем вторичных посредников не меняется •  одно вещество – разные реакции у разных организмов •  одно вещество – разные реакции у одного организма •  Гормоны часто продолжают выполнять те функции, которые проявлялись еще у одноклеточных •  одно вещество – одинаковое действие у разных организмов •  Эволюция действия гормонов может быть канализированной выполнением одной функции в широком смысле •  Сначала вещество, затем процесс Филогенез эндокринной системы
Филогенез эндокринной системы
•  Ф. Жакоб – природа ведет себя подобно предусмотрительному ремесленнику, держа в запасе молекулярные средства, которые приобретают новые регуляторные функции по мере возникновения новых и более сложных метаболических потребностей Эволюционное развитие эндокринной системы
•  Основные этапы •  функционально-­‐структурное оформление нейросекреторных клеток •  концентрирование их в определенных участках головного мозга, ганглиев •  обособление нейрогемальных органов • 
• 
• 
• 
синусная железа высших раков кардиальные тела насекомых урофиз костистых рыб нейрогипофиз •  появление эпителиальных эндокринных желез •  параллельное развитие воротных венозных систем •  вблизи ЦНС для регуляции •  инфундибулярный вырост ланцетника •  гипоталамус Эндокринная система
o закономерно встречаются однотипные эндокринные железы внутри каждой крупной таксономической группы высокоорганизованных беспозвоночных и внутри всей группы позвоночных o внутри таксономической группы эндокринный аппарат может иметь множество морфотипов и неодинаковую топографию Развитие некоторых желез
o Ланцетник – у области глотки тироксин-­‐синтезирующие клетки o Рыбы – щитовидная железа в форме единого тяжа o Амфибии – щитовидная железа дольчатая с перешейком o Рыбы – тимус из эпителия всех жаберных карманов o Млекопитающие – в основном из второго жаберного кармана o Рыбы – гипофиз – передняя, средняя доли – гонадотропные гормоны o Амфибии – гипофиз – передняя, средняя, задняя доли – гонадотропные гормоны + регуляция водного обмена, меланин, гормон роста Развитие некоторых желез
o Рыбы – надпочечники – корковое и мозговое вещество разобщено o Амфибии – пространственно связаны o Амниоты – парный орган над верхним полюсом почек Нарушения в гормональной системе •  Гиперфункция •  Гипофункция: •  нарушения генетической регуляции синтеза o дефекты в гормонах o до мишени доходит меньше гормона o дефекты в рецепторах o дефекты системы вторичных посредников o нарушения, связанные с ритмами Аденомы Паранеопластическая гормональная секреция Методы изучения •  Наблюдение результатов экстирпации или эктомии, избирательная блокада •  Введение гормонов контрольным и опытным животным в эксперименте •  Трансплантация желез •  Метод парабиоза •  Метод эксплантации •  Определение гормонов в железе, крови, моче o  тест системы •  Клинические наблюдения за людьми, больными эндокринологическими заболеваниями Методы изучения Электрофизиология, радиоавтография, гистохимия, электронная микроскопия, хроматография Химическая модификация, радиометки электрохимическме иммунохимические флуориметрия Берсон, Ялоу – радиоиммунологический метод определение гормоны в количестве 1 пг и менее на фоне других белков анализ гормон-­‐рецепторных взаимодействий слежение поминутных изменений Методы изучения Новые технологии широко используются и в диагностике – магнитно-­‐резонансная и компьютерная томография, радионуклидная диагностика, радиоиммунный, молекулярно-­‐генетический анализ. Молекулярно-­‐биологические методы: -­‐  изучение механизмов действия гормонов -­‐  производство гормонов для заместительной терапии Тест 1 1. Эндокринная система относится к системам … • 
• 
• 
• 
А) жизнеобеспечения Б) обмена веществ и энергии В) интегративным Г) межклеточным 2. Установите соответствие •  1) ФЭС •  2) Эндокринология •  А) раздел физиологии •  Б) раздел медицины •  В) раскрывает законы, по которым совершаются регуляторные функции организма •  Г) занимается диагностикой и лечением заболеваний желез внутренней секреции 3. Здоровье это такое физиологическое состояние организма, в котором отмечается •  А) соответствие структуры и функции, а также способность регуляторных систем поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостазис). •  Б) диссонанс структуры и функции, а также способность регуляторных систем поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостазис). •  В) соответствие структуры и функции, а также способность внутриклеточных систем поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостазис). •  Г) зависимость функции от структуры, а также подчиненность регуляторных систем жестким гомеостатическим константам. 4. Функциональная система, согласно теории функциональных систем П.К.Анохина, — •  А) динамическая совокупность различных органов и физиологических систем, формирующаяся для достижения полезного для организма приспособительного результата •  Б) совокупность физиологических систем организма, необходимая для жизнедеятельности •  В) лежит в основе всех проявлений жизнедеятельности и представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живом организме и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой •  Г) комплекс органов и систем, которые участвуют в обмене веществ, информации и энергии 5. Среди постулатов Э.Т. Кохера для ученых, изучающих эндокринную систему НЕ БЫЛО А) удаление предполагаемой железы Б) описание биоэффектов операции В) введение экстракта железы Г) доказательство того, что введение экстракта ликвидирует симптомы отсутствия железы Д) трансплантация железы Е) выделение, очистка и идентификация активного начала 6. Установите соответствие: ученый – предложенный термин 1) 
2) 
3) 
4) 
К. Бернар У. Харди Броун-­‐Секар В. Кеннон А) Гомеостаз Б) Внутренняя секреция В) Гормон Г) Железы внутренней секреции 7. Какая регуляторная система появилась раньше •  А) Нервная •  Б) Гуморальная •  В) Отмечается тесное взаимодействие регуляторных систем в их филогенезе •  Г) Система терморегуляции 8. Гипоталамус появился у … • 
• 
• 
• 
А) Рыб Б) Амфибий В) Рептилий Г) Млекопитающих 9. Эндокринная гипофункция может быть связана с … • 
• 
• 
• 
• 
1) дефектами в гормонах 2) нарушением транспорта гормонов 3) дефектами в рецепторах 4) дефектами в системах вторичных посредников 5) нарушениями, связанными с биологическими ритмами • 
• 
• 
• 
А) только 1, 3 Б) только 2, 4 В) только 1, 2, 3 Г) 1, 2, 3, 4, 5 10. Какие методы используются в исследованиях эндокринной системы • 
• 
• 
• 
1) Электрофизиологические 2) Биохимические 3) Гистохимические 4) Электронная микроскопия • 
• 
• 
• 
А) Все перечисленные Б) только 2, 3 В) только 2 Г) только 1, 2, 3