Біологія - Навчальный посібник - В. О. Мотузний 2009

Частина ІV. Біологія людини
4. Роль ендокринної системи в забезпеченні життєдіяльності людини

Загальні уявлення про залози зовнішньої, внутрішньої та змішаної секреції. Залози внутрішньої секреції, незважаючи на незначні розміри і продукування невеликої кількості гормонів, мають великий вплив на життєдіяльність організму і тісно взаємодіють між собою. Разом із нервовою системою вони належать до біологічних регуляторів вищого ряду і забезпечують нейрогуморальну регуляцію. У загальній схемі механізмів регуляції нервовій системі відведено «запускальну дію», ендокринній — тривале підтримання гомеостазу.

Відомо близько 30 гормонів і багато різних гормоноподібних речовин. Зменшення або надмірне утворення гормонів призводить до ендокринних захворювань. Наприклад, захворювання підшлункової залози і руйнування при цьому клітин, що виробляють інсулін, спричинюють тяжке захворювання — цукровий діабет. Захворювання наднирників може призвести до зменшення вироблення гормонів — адреналіну, що супроводжується низкою розладів діяльності організму. Недостатнє вироблення статевих гормонів зумовлює порушення обміну речовин та інші явища.

В організмі людини три типи залоз: екзокринні, ендокринні та змішані. Екзокринні залози мають вивідні протоки і виводять свій секрет назовні. Це залози, які виділяють травні секрети: слинні, шлункові, кишкові, печінка; залози шкіри — потові, сальні, молочні, слізна тощо. Ендокринні залози не мають вивідних проток, секрети їх вимиваються кров’ю, яка протікає крізь залозу по капілярах. Такими залозами є, наприклад, епіфіз, гіпофіз, частково гіпоталамус, щитоподібна та паращитоподібні залози, надниркові залози, ендокринні залози стінки травного каналу.

Морфологічно поєднують у собі дві форми секреції підшлункова і статеві залози. Екзокринним продуктом підшлункової залози є травний сік із проферментами, а ендокринна її частина у вигляді острівців Лангерганса продукує гормони інсулін та глюкагон. Зовнішнім продуктом діяльності статевих залоз є гамети, а ендокринна їх частина виділяє статеві гормони (андрогени та естрогени).

До останнього часу вважали залозою внутрішньої секреції і тимус (вилочкова залоза), але нині дійшли висновку, що він є центральним органом імуногенезу, який визначає становлення і функціонування системи клітинного імунітету.

Гормони, їхня хімічна природа та функції. Гормони — це біологічно активні речовини, утворювані спеціалізованими клітинами, тканинами або органами (залози внутрішньої секреції) організму, які в невеликих кількостях здатні цілеспрямовано впливати на діяльність інших органів і тканин. Вони беруть участь у процесах росту, розмноження, обміну речовин. Кожний гормон виконує певну функцію (специфічність). Надходячи в кров, гормони діють далеко від місця синтезу (дистанційність дії) на клітини-мішені, що мають відповідні рецептори. Активність біосинтезу та дії того чи іншого гормону визначаються стадією (фазою) розвитку організму, його фізіологічним станом, віком і поточними потребами. Наприклад, секреція статевих гормонів залежить від віку, стадії статевого циклу, вагітності жіночої особини. Кожний гормон впливає на організм у складній взаємодії з іншими гормонами. Гормони діють подібно до нервової системи, але реакції організму у відповідь на дію гормонів розвиваються повільніше і тривають довше, ніж під час дії нервової системи.

Гормони мають високу біологічну активність: 1/125 000 г інсуліну змінює вміст цукру у кроля, 1/10 000 000 г адреналіну посилює роботу серця жаби, 1/200 000 000 екдизону викликає линяння комахи. Зростання концентрації естрадіолу в крові жінки лише на 200 нг/л призводить до відповідних змін статевого циклу. Гормони швидко руйнуються тканинами, тому для забезпечення їхньої тривалої дії необхідне постійне надходження їх у кров. Тільки тоді може підтримуватись постійна концентрація гормонів у крові.

За хімічною структурою гормони хребетних поділяють на три основних класи: 1) стероїдні (статеві гормони, кортикостероїди), 2) похідні амінокислот (адреналін, норадреналін, тироксин, трийодти-ронін), 3) білково-пептидні сполуки (інсулін, соматостатин, пролактин, окситоцин, вазопресин та ін.). Останні виявляють видову специфічність, а стероїдні й похідні амінокислот не мають такої властивості. Їхня дія на представників різних видів однакова.

За типом дії виділяють чотири групи гормонів: 1) метаболічні (діють на обмін речовин, наприклад тироксин); 2) морфогенетичні (стимуляція формотворчих процесів, диференціювання, росту, метаморфозу); 3) кінетичні (регуляція діяльності виконавчих органів); 4) коригувальні (змінюють інтенсивність функції органів і тканин).

Розрізняють також гормони ефекторні (наприклад, інсулін) і тропні (наприклад, фолікулостимульний). Ефекторні безпосередньо викликають ефект, а тронні діють через інші залози, які виділяють ефекторні гормони. Ще одну групу становлять нейросекрети гіпоталамуса (нейрогормони), які регулюють синтез і виділення тропних гормонів аденогіпофізом і називаються рилізинггормонами. Їх поділяють на ліберини (збудники) і статики (інгібітори) тропної функції аденогіпофіза.

Вплив гормонів на діяльність організму виявляється в тому, що вони: 1) беруть участь у механізмах регуляції та інтеграції функцій організму, забезпечують підтримання деяких фізіологічних констант на відносно постійному рівні (наприклад, рівня глюкози в крові, осмотичного тиску тощо), тобто мають гомеостатичну функцію. При цьому найчастіше діють два гормони: один контролює верхню межу, а другий — нижню (наприклад, верхній рівень глюкози контролюється інсуліном, нижній — глюкагоном); 2) пристосовують (адаптують) організм до умов внутрішнього і зовнішнього середовищ організму, які постійно змінюються); 3) роблять можливим і забезпечують статевий, фізичний і розумовий розвиток; 4) поряд із нервовими імпульсами є носіями відповідної інформації чи сигналу.

Злагоджена функція залоз внутрішньої секреції може бути порушена. Вони можуть виділяти надмірну кількість гормонів, що супроводжується їх гіперфункцією (понад норму), або мало гормонів у разі їх гіпофункції (менше норми). Гіпер- і гіпофункція призводять до порушення життєдіяльності організму, виникнення захворювань.

Залози внутрішньої секреції людини та їхні функції. Можливі порушення секреторної діяльності залоз, їх профілактика. Гіпофіз (пітуїтарна залоза) в системі ендокринних залоз посідає особливе місце. Його називають центральною залозою внутрішньої секреції. Це пов’язано з тим, що гіпофіз за допомогою своїх тропних гормонів регулює діяльність інших залоз. Розміщений гіпофіз в основі черепа на дні турецького сідла, його маса 0,6 г. У ньому розрізняють дві головні частки: передню (аденогіпофіз; цю частку іноді поділяють на власне передню й проміжну) і задню (нейрогіпофіз).

Аденогіпофіз має тісний судинний зв’язок із гіпоталамусом (портальна система), завдяки якому встановлюються двобічні зв’язки (гіпоталамо-гіпофізарна система). З гіпоталамуса до гіпофіза надходять рилізинг-гормони, які впливають на виділення тропних гормонів гіпофіза. Аденогіпофіз виробляє гормони: соматотропін (стимулює розвиток організму, одночасно впливаючи на обмін жирів, вуглеводів і білків), гонадотропін (стимулює функції статевих залоз), тиреотропін (стимулює щитоподібну залозу та кірку надниркових залоз) тощо. У проміжній частці утворюється інтермедин (меланотропін), який впливає на пігментний обмін.

У разі гіперфункції аденогіпофіза в дитячому віці спостерігається гігантизм, а при його гіпофункції — карликовість, або гіпофізарний нанізм. За надмірного утворення соматотропіну в дорослому віці виникає акромегалія — збільшення тих частин тіла, які ще здатні рости. Це пальці рук і ніг, кисті й стопи, ніс і нижня щелепа, язик, органи грудної і черевної порожнин.

За нестачі гормону росту в дітей розвивається карликовість. При цьому на відміну від кретинізму, що пов’язаний з гіпофункцією щитоподібної залози, зберігаються пропорції тіла і психічний розвиток. Якщо захворювання виникає в дорослих, то в них змінюється обмін речовин, який супроводжується тяжким ожирінням або, навпаки, схудненням (виснаженням).

Нейрогіпофіз накопичує й виділяє гормони (вазопресин та окситоцин), які синтезуються в передньому гіпоталамусі. Вазопресин викликає підвищення тонусу судин і артеріального тиску (за великої концентрації гормону), а також посилює реабсорбцію води в дистальних канальцях нирок (антидіуретична дія гормону). Якщо утворюється менше вазопресину, виникає нецукровий діабет. За цього захворювання виділяється надзвичайно багато сечі — 5 л і більше за добу, але вона не містить глюкози, як при цукровому діабеті. Окситоцин вибірково діє на гладкі м’язи матки під час пологів, може стимулювати виділення молока з альвеол молочної залози.

Цей далеко неповний опис значення гіпофіза свідчить про сильний і різноманітний вплив цієї залози на організм. Крім того, гіпофіз регулює діяльність інших ендокринних залоз: щитоподібної, статевих, епіфіза, надниркових.

Щитоподібна залоза розміщена спереду дихального горла й по боках гортані. Маса її близько 30—40 г. Продукує гормон тироксин. Її природжене недорозвинення призводить до захворювання на мікседему та кретинізм. При цьому у шкірі нагромаджується надлишкова кількість складних сполук, тому вона здається товстою; затримується процес скостеніння. Діти повільно ростуть, пізніше, ніж зазвичай, починають ходити й сидіти. Кретинізм (мал. 4.7) — тяжка форма недостатності функції щитоподібної залози. У хворих затримується фізичний і психічний розвиток. Хворі діти виростають не більше як на 140 см і залишаються такими на все життя. При цьому їхнє тіло непропорційне, білковий і сольовий обмін знижений, а вуглеводний — підвищений; затримується розвиток мовлення. Штучне введення гормонів в організм поліпшує розвиток, однак повністю його не нормалізує.

Мал. 4.7. Кретинізм

За підвищеного виділення щитоподібною залозою тироксину розвивається базедова хвороба. Її ознаки — інтенсивний обмін речовин, вирячкуватість, підвищена збудливість нервової системи, дрижання кінцівок, схуднення. Лікування спрямоване на пригнічення активності продукування гормонів, хірургічне видалення більшої частини залози.

Отже, від гормонів щитоподібної залози залежать правильний розвиток тканин, зокрема кісткової системи, обмін речовин, функція нервової системи.

Підшлункова залоза поряд з утворенням травних ферментів здійснює синтез інсуліну та глюкагону. Інсулін утворюється β-клітинами панкреатичних острівців (острівців Лангерганса) цієї залози. Під впливом інсуліну підвищується проникність цитоплазматичних мембран для молекул глюкози з крові в клітини, що зумовлює посилення синтезу глікогену. За недостатньої кількості продукування інсуліну клітинами підшлункової залози або порушення його засвоєння в організмі різко підвищується кількість глюкози в крові й тканинах. Це супроводжується порушенням обміну не тільки вуглеводів, а й інших сполук, необхідних для нормальної життєдіяльності, розвивається захворювання — цукровий, діабет. Крім глюкози в крові й сечі накопичуються кислі продукти обміну речовин. Вони виділяються з сечею, кількість якої збільшується, оскільки хворі п’ють багато води, щоб утамувати спрагу, яка супроводжує цю хворобу.

Для лікування хворих застосовують препарати інсуліну або речовини з подібною дією. Вони нормалізують обмін вуглеводів. Уведений інсулін діє недовго, тому його вводять щодня.

Глюкагон синтезується в α-клітинах панкреатичних острівців. Він прискорює окиснення жирних кислот і посилює синтез глікогену в печінці й підвищує рівень глюкози в крові, тобто глюкагон є антагоністом інсуліну.

Вміст інсуліну й глюкагону в організмі регулюється вмістом глюкози в крові: його збільшення, або гіперглікемія, призводить до збільшення надходження інсуліну (при зменшенні продукції глюкагону) в кров; зниження, або гіпоглікемія, — до зниження продукції інсуліну (та підвищення синтезу глюкагону) в судинне русло.

Надниркові залози це парні залози невеликих розмірів, масою до 4 г. Розміщені на верхніх полюсах нирок, тому і мають таку назву. Складаються з мозкового й кіркового шарів. Основні гормони клітин мозкового шару — адреналін, норадреналін. Вони звужують просвіт кровоносних судин, посилюють розщеплення глікогену, підвищують працездатність, серцеву діяльність. Звуження кровоносних судин супроводжується підвищенням тиску крові. З посиленням розщеплення глікогену збільшується кількість глюкози в плазмі крові. Такі зміни в організмі відбуваються за емоційних напружень людини, які є наслідком підвищення виділення адреналіну наднирковими залозами.

У корі надниркових залоз синтезуються гормони під загальною назвою кортикостероїди. Їх близько 40 видів. Серед широко використовуваних у медицині відомі кортизон та гідрокортизон. Вони регулюють обмін вуглеводів, запобігають розвиткові запалення. У разі нестачі цих гормонів виникає бронзова хвороба, за якої шкіра набуває бронзового кольору. Людина при цьому худне, втрачає працездатність внаслідок розладів нервово-м’язової системи.

Отже, надниркові залози регулюють обмін речовин, тиск крові, тонус м’язів, стан імунітету. Для запобігання захворюванням надниркових залоз важливо зміцнювати психоемоційне здоров’я, раціонально загартовувати організм, що дає можливість уникнути простудних хвороб.

Вилочкова залоза (тимус) центральний орган імуногенезу, який визначає становлення й функціонування системи клітинного імунітету. Міститься за грудниною у верхньому відділі переднього середостіння (мал. 4.8) і складається з окремих часток, у яких є дві групи клітин — тимоцити й лімфоцити. Єдиної думки про залозу як орган внутрішньої секреції немає. Нині їй відводиться важлива роль у контролі лімфоцитарного імунітету. Виділено кілька біологічно активних речовин тимуса: тимозин, тимопоетин та ін. Під впливом тимозину відбувається диференціювання попередників Т-лімфоцитів в імунокомпетентні Т-лімфоцити. Тому захворювання, що характеризуються імунними порушеннями, пов’язують із тимусом. Існує думка про участь залози в еритропоезі. Встановлено, що при утворенні пухлин тимуса розвивається особливий вид анемії, при якому в периферичній крові немає ретикулоцитів, а в кістковому мозку — еритробластів.

Мал. 4.8. Залози внутрішньої секреції:

1 — головний мозок: 2 — епіфіз мозку (шишкоподібна залоза); 3 — гіпофіз: 4 — щитоподібна залоза; 5 — трахея; 6 — легеня; 7 — перикард; 8 — мозкова речовина надниркової залози (лівої); 9 — кора надниркової залози; 10 — нирка (ліва); 11 — аорта; 12, 13 — сечовий міхур; 14 — яєчко; 15 — нижня порожниста вена; 16 — підшлункова залоза; 17 — надниркова залоза (права); 18 — печінка; 19 — вилочкова залоза; 20 — паращитоподібна залоза; 21 — гортань; 22 — сонна артерія


Особливості гуморальної регуляції життєвих функцій організму людини. Координація фізіологічних функцій організму людини, що здійснюється біологічно активними речовинами (гормони, медіатори, деякі йони) та продуктами обміну речовин (продукти розпаду білків, вуглекислий газ тощо), які переносяться кров’ю, лімфою і тканинною рідиною, називається гуморальною регуляцією. Вона виникла раніше за нервову. З удосконаленням організму вдосконалювалася й система гуморальної регуляції — виникла ендокринна система (залози внутрішньої секреції).

Гормони діють подібно до нервової системи, але реакції організму у відповідь на їхню дію розвиваються повільніше і тривають довше (післядія), ніж при дії нервової системи.

Гуморальна регуляція підпорядковується нервовій і становить разом із нею єдину систему нейрогуморальної регуляції. Вона відбувається ніби «автоматично», зміна складу «гумору» (рідини) включає механізм повернення зміненого параметра до «норми». Тобто гуморальна регуляція здійснюється за принципом позитивного зворотного зв’язку.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити