Школьные уроки по биологии я помню наизусть, но посади меня сейчас в школу, я бы совершенно по-другому себя вела и училась: до сих пор жалею о том, что не погрузилась в базовые знания по физике и истории. Помню лишь какие-то отрывки из школьной программы, причем чаще они даже не связаны друг с другом. Если у вас так же с биологией, то с удовольствием напомню вам об основах эндокринологии, которые изучают в школе. Если вы все помните, то как? У вас феноменальная память! Если вы не против, я напомню вам некоторые аспекты.
Чтобы все клетки, ткани и органы нашего организма взаимодействовали друг с другом, создавая целостность всего организма, необходима регуляция. В нашем организме есть два типа регуляции – нервная и гуморальная.
С нервной все понятно, это импульсы, которые посылает наша нервная система, именно она заставляет взаимодействовать наш организм с окружающей средой с помощью рефлексов. Есть раздражитель – есть рефлекс.
Гуморальная регуляция осуществляется при помощи биологически активных веществ, выделяемых в различные жидкостные среды: кровь, лимфу, тканевую жидкость (это та жидкость, что между клетками). Этими биологически активными веществами и являются гормоны.
Кстати, сам термин очень молодой – ему всего-то сто с небольшим лет! Понятие «гормон» ввели в 1905 году английские физиологи Уильям Бейлис и Эрнст Старлинг.
В нашем организме есть несколько типов гормонов, часть из которых связывается с рецепторами на клетке, а часть – проникает внутрь клетки и может влиять на продукцию белков, изменяя работу генов.
Гормоны делятся на водорастворимые (инсулин, глюкагон, катехоламины: адреналин и норадреналин) – именно их рецепторы находятся на клетках, и жирорастворимые (стероидные и гормоны щитовидной железы) – их рецепторы находятся внутри клеток.
Для гормонов характерны некоторые свойства:
1) у каждого гормона есть клетка-мишень – такая клетка, которая имеет рецепторы к определенному гормону и способна отвечать на сигнал;
2) гормоны действуют даже в очень низких концентрациях;
3) орган, на который действуют гормоны, может быть расположен далеко от железы, которая выделяет этот гормон;
4) их действие специфично: например, эстроген усиливает сокращение матки, а прогестерон тормозит. Это очень важно понимать для того, чтобы не приписывать несуществующие эффекты гормонам, которые принимаются в качестве заместительной терапии. Например, если тироксин (гормон щитовидной железы) ускоряет обмен веществ, то, принимая левотироксин (синтетический аналог гормона, который назначается при недостаточной функции щитовидной железы), нельзя потолстеть.
Гормоны в нашем организме вырабатываются железами внутренней секреции – эндокринными железами, к которым относятся:
• гипоталамус;
• гипофиз;
• щитовидная железа;
• паращитовидные железы;
• поджелудочная железа;
• надпочечники;
• половые железы – яичники и яички.
Также есть так называемая APUD-система – система клеток, способная вырабатывать гормональные вещества. Располагаются эти клетки либо группами, либо поодиночке в тканях желудочно-кишечного тракта, печени, бронхах, почках и других органах. Они вырабатывают гормоны и биологически активные вещества, которые влияют на обмен веществ в организме и участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).
Среди эндокринных органов существует строгая иерархия (все, как у людей) – кто-то начальник, а кто-то покорный исполнитель. Самым главным и могущественным боссом является гипоталамус – не зря он входит в состав не только эндокринной, но еще и нервной системы.
Гипоталамус содержит скопления клеток – ядра, которые способны выделять вещества, влияющие на работу гипофиза. Эти вещества называются статинами (угнетают выработку гормонов гипофиза) и либеринами (стимулируют выработку). В гипоталамусе есть много рецепторов, которые реагируют на любые изменения состава нашей внутренней среды организма, поэтому гипоталамус можно назвать президентом эндокринной системы: ему говорят, что происходит в организме, а он решает, что с этим делать.
Премьер-министром является гипофиз. Он знает, что решил президент, и готов дать другим органам инструкцию к действию. Гипофиз располагается недалеко от гипоталамуса, в особой ямке на основании черепа, и состоит из нескольких частей. Передняя часть гипофиза вырабатывает тропные гормоны – ТТГ (тиреотропный гормон), АКТГ (адренокортикотропный гормон), ФСГ (фолликулостимулирующий гормон), ЛГ (лютеинизирующий гормон), СТГ (соматотропный гормон), пролактин, а задняя часть служит местом накопления АДГ (антидиуретического гормона, или вазопрессина) и окситоцина, которые образуются в гипоталамусе.
Вы видите, что передняя часть гипофиза вырабатывает гормоны с общим корнем «троп», от греческого слова «тропос» – направление. Глядя на название гормона, мы сразу можем понять, на работу какого органа он направлен: АКТГ (адренокортикотропный) – значит, этот гормон контролирует работу надпочечников (потому что «адреналис» – это надпочечный), ФСГ (фолликулостимулирующий) – стимулирует созревание яйцеклетки и т. д. Задняя часть гипофиза – лишь хранилище гормонов гипоталамуса.
Гипофиз – ответственный начальник. Он кричит, если органы-исполнители плохо работают, и ведет себя спокойно, если работают хорошо.
Такие отношения называются принципом обратной связи.
Представьте: вы пришли на работу, а работать не очень хочется. Посидели за компьютером, прочитали новости, поговорили с коллегами, попили чай. Ваш начальник наблюдает за вашим поведением, и в какой-то момент его нервы не выдерживают, он начинает кричать на вас: «А ну-ка работай!» Вы, пугаясь начальника, бежите и тщательно делаете свою работу – начальник успокаивается. А если вы работаете всегда хорошо, то и начальник всегда спокоен.
Иногда бывает такое, что подчиненный начинает вести себя уверенно, смело, высказывает свою позицию начальнику, демонстрирует хорошие успехи в работе – тогда начальник чувствует себя подавленным и перестает давать какие-либо сигналы. Зачем? Ведь и без его важных указаний сотрудник вон как хорошо работает!
Все эти отношения существуют между гипофизом и другими органами.
Разберем на примере. Гипофиз выделяет ТТГ – гормон, который должен воздействовать на щитовидную железу. Если щитовидная железа работает в нормальном режиме, то на выброс ТТГ из гипофиза начнет выработку своих гормонов – тироксина и трийодтиронина. А если работает плохо, то должен быть сильный стимул (сильный крик от начальника) – уровень ТТГ повышается. Если мы увидим в анализах на гормональный профиль повышенные уровни ТТГ и сниженные уровни гормонов щитовидной железы, то можем сказать, что это первичный гипотиреоз (щитовидная железа ленивая, не хочет совсем работать).
Но бывает другая ситуация: щитовидная железа начинает вырабатывать самостоятельно большое количество гормонов, тогда гипофиз понимает, что железа работает и без его участия, и, как хороший и понимающий начальник, огорчается и «уходит» в свой кабинет и не дает никаких распоряжений – в анализе крови мы будем видеть низкие уровни ТТГ и высокие уровни гормонов щитовидной железы. Такое состояние будет называться тиреотоксикозом.
При описании нарушений в эндокринной системе мы используем термины первичный, вторичный и третичный. Первичный – значит, что проблема в исполнительном органе – это плохой, ленивый сотрудник, вторичный – проблема в гипофизе – орган-исполнитель, может быть, и рад был стараться, но начальник достался ему плохой. Третичное нарушение – это отсутствие работы гипоталамуса, тогда и начальник, и исполнитель расслаблены и ничего делать не хотят.
Перейдем к примеру, чтобы было понятнее: первичная надпочечниковая недостаточность – это результат плохой работы надпочечников, вторичная надпочечниковая недостаточность – это ленивый гипофиз и маленькое количество АКТГ, которое должно в норме стимулировать надпочечники. Третичная надпочечниковая недостаточность развивается при поражении гипоталамуса – гипофиз и надпочечники хотят и готовы работать, только им не поступает сигнал свыше. В книге я буду неоднократно обращаться к этим терминам, и, чтобы было проще запомнить, даю вам такую подсказку: в любом деле будет виноват сотрудник (вне зависимости от начальства), значит, первый (=первичный) – это всегда исполнитель (=орган).
Давайте пробежимся по другим органам эндокринной системы и их гормонам.
1. Щитовидная железа расположена перед трахеей, состоит из двух долей и имеет форму бабочки. Вырабатывает гормоны тироксин и трийодтиронин. При этом трийодтиронин – это более активный, но в то же время более короткоживущий гормон.
Щитовидная железа вырабатывает примерно 20 % трийодтиронина и 80 % тироксина. После выделения тироксина из щитовидной железы печень, почки и другие органы могут преобразовать его в трийодтиронин. От работы щитовидной железы зависит очень многое: обмен веществ, работа мышц, процессы окисления и выработки энергии, рост организма, образование нейронных связей.
Кстати, почти все знают, что щитовидная железа вырабатывает гормоны Т4 (тироксин) и Т3 (трийодтиронин), но почему-то забывают о кальцитонине, который вырабатывается определенными клетками щитовидной железы. Функция кальцитонина – замедлить усвоение кальция, однако у людей он потерял свое значение. Кальцитонин очень нужен рыбам – они живут в среде с большой концентрацией кальция, а значит, им просто необходим гормон, который бы снижал кальций в крови.
Кальцитонин используется как маркер опухолевых образований щитовидной железы. Более подробно о недостаточной и избыточной функциях щитовидной железы мы поговорим чуть позже.
2. Паращитовидные железы – небольшие железы, расположенные позади щитовидной железы. Как правило, их четыре – по две с каждой стороны щитовидной железы. Вырабатывают паратгормон, необходимый для поддержания уровня кальция в организме. Тут же встает вопрос: но ведь уже есть гормон, который регулирует работу кальция и фосфора! Это кальцитонин, и он вырабатывается щитовидной железой. Зачем эволюционно нужно два гормона с одной функцией? Но дело в том, что кальцитонин и паратгормон – это конкурирующие гормоны, гормоны-антагонисты. Если кальцитонин стремится снизить кальций в крови, то паратгормон ответственен за то, чтобы уровень кальция в крови всегда был одинаков. Поэтому если организм будет испытывать дефицит кальция, то паратгормон начнет «доставать» его из костей, увеличивать всасывание кальция в кишечнике, а почкам «прикажет» всасывать кальций обратно. Кальций необходим не только для нормального строения костной системы, но и для правильной работы ферментов, обеспечения мышечного сокращения. А вот фосфор паратгормон не любит – поэтому пусть уходит из организма при участии почек.
3. Поджелудочная железа на самом деле не чисто эндокринный орган. Поджелудочная железа – это железа смешанной секреции: часть органа вырабатывает пищеварительный сок, а другая часть – гормоны. Часть, вырабатывающая гормоны, называется островками Лангерганса, впервые их обнаружил ученый Пауль Лангерганс.
Подопытными блестящего патологоанатома были кролики: именно у них врач обнаружил клетки, расположенные парами в поджелудочной железе. Их функцию установить в то время (1860-е годы) не удалось, однако это открытие сыграло большую роль – спустя некоторое время обнаружилось, что эти клетки вырабатывают важный гормон – инсулин, который был назван так в честь своего места рождения (insula – островок).
Островки вырабатывают инсулин и глюкагон
О проекте
О подписке