76. Железы внутренней секреции(общая характеристика). Классификация. Гипофиз эпифиз.
Эндокринные железы анатомически и топографически разобщены (рис. 118), имеют различное происхождение. Они не имеют выводных протоков и выделяют вырабатываемые ими гормоны (от греч. hormao - побуждаю, привожу в движение), или инкреты, непосредственно в кровь и тканевую жидкость. Некоторые гормоны вырабатываются не отдельными железами, а группами компактно расположенных клеток (панкреатические островки, интерстициальные эндокриноциты яичка) или клеток, расположенных в различных органах и тканях (клетки APUD- системы).
Гормоны отличаются от других биологически активных веществ рядом свойств: 1) их действие носит дистантный характер, иными словами,
Таблица 13. Классификация эндокринных желез в зависимости от их происхождения (по А.А. Заварзину и С.И. Щелкунову, с изменениями)
Рис. 118. Положение эндокринных желез в теле человека: 1 - гипофиз и эпифиз; 2 - паращитовидные железы; 3 - щитовидная железа; 4 - надпочечники; 5 - панкреатические островки; 6 - яичник; 7 - яичко
Таблица 14. Эндокринные железы и их гормоны
органы, на которые гормоны действуют, расположены далеко от железы; 2) действие гормонов строго специфично, некоторые гормоны действуют лишь на определенные клетки-мишени, другие - на множество различных клеток; 3) гормоны обладают высокой биологической актив- ностью и присутствуют в очень малых концентрациях; 4) гормоны действуют только на живые клетки.
Гормоны контролируют жизнедеятельность организма, все функции клеток, активность генов, формирование клеточного фенотипа. Регулируя активность ферментов, гормоны влияют на метаболизм.
Все многообразие действия гормонов можно свести к трем важнейшим функциям: обеспечение роста и развития организма, обеспечение адаптации организма к постоянно меняющимся условиям среды, обес- печение гомеостаза.
Рис. 119. Схема взаимовлияния органов гипоталамо-гипофизарной системы:
1 - зрительный перекрест; 2 - срединное возвышение с первичной капиллярной сетью; 3 - полость III желудочка; 4 - 7 - проекции некоторых ядер гипоталамуса на стенку III желудочка [4, 5, 6 - соответственно ядра супраоптическое, переднее (преоптическая зона гипоталамуса), паравентрикулярное; 7 - аркуатовентромедиальный комплекс медиобазального гипоталамуса]; 8 - гипоталамус; 9 - адренергические нейроны медиобазального гипоталамуса, дающие начало нисходящим эфферентным нервным путям; 10 - нейросекреторные пептидадренергические клетки медиобазального гипоталамуса, секретирующие адреногипофизарные гормоны в первичную капиллярную сеть срединного возвышения;
11 - углубление воронки III желудочка и гипофизарная ножка; 12 - задняя доля гипофиза; 13 - накопительные тельца Херринга (окончания аксонов нейросекреторных клеток переднего гипоталамуса - супраоптического и паравентрикулярного ядер на капиллярах задней доли гипофиза); 14 - промежуточная (средняя) доля гипофиза; 15 - передняя доля гипофиза со вторичной капиллярной
сетью; 16 - воротная вена гипофиза; 17 - туберальная часть аденогипофиза. Гормоны гипофиза и направление их действия: АДГ стимулирует реабсорбцию воды из первичной мочи в почках (уменьшает диурез) и одновременно повышает артериальное давление крови; ОКС вызывает сокращение матки и отдачу молока молочными железами; ЛТГ активирует выработку молока в молочных железах; ТТГ активирует продукцию и секрецию тиреоидного гормона щитовидной железой; ФСГ активирует рост фолликулов в яичниках и выработку ими эстрогенов, стимулирует сперматогенез в семенниках; ЛГ стимулирует овуляцию, образование желтого тела и продукцию в нем прогестерона, продукцию тестостерона в семенниках; АКТГ стимулирует функцию клеток пучковой и сетчатой зон коры надпочечников; СТГ стимулирует рост организма в целом и его отдельных органов (в том числе скелета); Э устанавливает половые циклы; Пг влияет на преобразование эндометрия в лютеиновой фазе менструального цикла (по Б.В. Алешину; В.Г. Елисееву и соавт.).
В зависимости от происхождения эндокринные железы подразделяются на три группы (табл. 13).
В настоящее время эндокринные железы делят на зависимые и независимые от передней доли гипофиза. К первым относятся щитовидная железа, надпочечник (корковое вещество), половые железы. Другие железы (паращитовидная, эпифиз, панкреатические островки, мозговое вещество надпочечника, параганглии) не подчинены непосредственному влиянию передней доли гипофиза. Взаимоотношения между передней долей гипофиза и независимыми от нее железами строятся по типу прямых и обратных связей. Тропные гормоны (от греч. tropos - направление) пе- редней доли гипофиза активируют деятельность гипофизозависимых желез, а гормоны последних, в свою очередь, воздействуют на гипофиз, угнетая образование и выделение соответствующего тропного гормона. Эндокринные железы и их гормоны представлены в табл. 14.
Центром регуляции эндокринных функций является гипоталамус промежуточного мозга, который координирует нервные и гормональные механизмы регуляции функций внутренних органов, объединяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему. Гипоталамус образует с гипофизом единый функциональный комплекс, в котором первый играет регулирующую, а второй - эффекторную роль. Гипоталамус и гипофиз образуют единую гипоталамо-гипофизарную систему (рис. 119), которая включает такие подсистемы, как гипоталамус-нейрогипофиз (задняя доля гипофиза) и гипотала- мус-аденогипофиз (передняя доля гипофиза).
В гипоталамусе имеются нейроны обычного типа и нейросекреторные клетки. И те и другие вырабатывают белковые секреты и медиаторы, но в нейросекреторных клетках синтез белков преобладает, а нейросекрет выделяется в лимфу и кровь. Нейросекреторные клетки трансформируют нервный импульс в нейрогормональный. Подсистема гипоталамус-ней- рогипофиз функционирует следующим образом: нейроны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса синтезируют антидиуретический гормон (АДГ) и окситоцин, которые по аксонам транспортируются к капиллярам нейрогипофиза и выделяются в кровь.
В подсистеме гипоталамус-аденогипофиз нейроны мелкоклеточных ядер гипофизотропной зоны гипоталамуса, расположенной в срединном возвышении, выделяют рилизинг-гормоны, или либерины, а также ингибирующие гормоны, или статины, которые транспортируются по аксонам, окончания которых образуют контакты с воротными венами гипофиза. Из этих сосудов гормоны разносятся к клеткам-мишеням аденогипофиза, которые
синтезируют и секретируют тропные гормоны, направляющиеся к соответствующим клеткам-мишеням периферических эндокринных гипофизозависимых желез. Рилизинг-факторы способствуют высвобождению ти- рео-, лютео-, кортикотропина, пролактина, фолликулостимулирующего, соматотропного и меланоцитстимулирующего гормонов. Статины тормозят выделение последних двух гормонов и пролактина.
ГИПОФИЗ
Гипофиз (hypophysis) является важнейшей железой внутренней секреции, которая регулирует деятельность ряда эндокринных желез (щитовидной, половых, коры надпочечников). Гипофиз расположен в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости. Отросток твердой мозговой оболочки - диафрагма седла отделяет гипофиз от полости че- репа. Воронка, проходящая через диафрагму седла, соединяет гипофиз с гипоталамусом. Размеры гипофиза 10-17x5 - 15x5-10 мм, его масса у мужчин около 0,5-0,6 г, у женщин - 0,6-0,7 г.
Гипофиз снаружи покрыт соединительнотканной капсулой. Анатомически единый гипофиз делится на две доли - переднюю и заднюю. Передняя доля, или аденогипофиз (adenohypophysis, s. lobus anterior), крупнее задней. Аденогипофиз занимает 70-80% всей массы гипофиза и состоит из дистальной, бугорной и промежуточной частей. Меньшая зад- няя доля, или нейрогипофиз (lobus posterior, s. neurohypophysis),подразделяется на нервную долю и воронку. Между передней и задней долями расположена тонкая промежуточная часть (pars intermedia).
Для понимания функции гипофиза необходимо знать особенности его кровоснабжения. Нижние артерии гипофиза отходят от внутренних сонных артерий, верхние - от сосудов артериального круга большого мозга. Верхние артерии гипофиза направляются к серому бугру и воронке, где анастомозируют между собой и распадаются на капилляры, проникающие в ткань мозга (первичная гемокапиллярная сеть). Своеобразные петли этих капилляров близко подходят к окончаниям аксонов нейросекреторных клеток гипоталамуса. Здесь нейросекрет клеток ядер гипоталамуса выделяется в кровь. Из длинных и коротких петель этой капиллярной сети формируются воротные вены, которые из области бугра и воронки идут вдоль ножки гипофиза к его передней доле. В па- ренхиме передней доли гипофиза воротные вены переходят в широкие синусоидные капилляры, образующие вторичную гемокапиллярную сеть, оплетающую группы секреторных клеток. Капилляры вторичной
сети, сливаясь, образуют выносящие вены, по которым кровь (с гормонами передней доли) выносится из гипофиза. Фенестрированный эндотелий артериальных и венозных капилляров и синусоидов прилежит к тонкой базальной мембране секреторных клеток аденогипофиза.
Задняя доля гипофиза кровоснабжается преимущественно за счет нижних гипофизарных артерий, распадающихся на более мелкие ветви вплоть до капилляров, с которыми контактируют окончания про- никающих в нейрогипофиз аксонов нейросекреторных клеток супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. В утолщенном окончании аксона находится множество нейросекреторных гранул, содержащих нейрогормоны. Нейросекреторные гранулы из окончаний аксонов выделяются путем экзоцитоза в перикапиллярное пространство. В нейросекреторных гранулах гормоны связаны с белком-пере- носчиком - нейрофизином. В перикапиллярном пространстве гормоны, освобождающиеся от нейрофизина, транспортируются через стенки капилляров с фенестрированной цитоплазмой. Между верхними и нижними гипофизарными артериями имеются длинные артериальные анастомозы.
Передняя доля гипофиза образована тяжами эпителиальных клеток - эндокриноцитов, между ними располагаются тонкие соединительнотканные прослойки, где проходят широкие (синусоидальные) капилляры. Между эндокриноцитами и базальной мембраной капилляров имеется перикапиллярное пространство. В передней доле есть крупные клетки - хорошо окрашивающиеся некоторыми красителями хромофильные аденоциты. Среди хромофильных аденоцитов различают ацидофильные (около 40% всех клеток аденогипофиза). Это округлые клетки средних размеров, в цитоплазме которых множество крупных гранул. Крупные базофильные клетки составляют около 10% всех клеток. Остальные клетки слабо окрашиваются. Это мелкие хромофобные аденоци- ты. Ацидофильные, или альфа-клетки, вырабатывают два гормона - пролактин и соматотропин. Это мелкие округлые клетки, с небольшим количеством митохондрий, слабо выраженным комплексом Гольджи, вырабатывающие пролактин. Зернистая эндоплазматическая сеть представлена уплощенными разбросанными цистернами. Крупные (до 6000-9000 нм) гранулы неправильной формы окрашиваются эритрозином. Соматотропные эндокриноциты, секретирующие соматотропный гормон, имеют средние размеры. Их крупное округлое ядро расположено в центре клетки. В цитоплазме находятся небольшое количество округлых или овальных митохондрий, хорошо развитый комплекс Гольджи, большое
количество длинных узких цистерн зернистой эндоплазматической сети и множество свободных рибосом. Многочисленные круглые секреторные гранулы имеют размеры 300-400 нм. Гранулы имеют электронноплотную сердцевину, окруженную мембраной.
Все базофильные эндокриноциты, или бета-клетки, окрашиваются основными красками. Круглые гонадотропные эндокриноциты секретируют фоллитропин и лютропин (ФСГ и ЛГ). Ядро клеток, продуцирующих ФСГ, круглое, ЛГ - складчатое. В цитоплазме располагаются хорошо развитый комплекс Гольджи и зернистая эндоплазматическая сеть, обра- зованная множеством круглых или полиморфных цистерн. Большое количество мелких электронно-плотных гранул разных размеров (от 100 до 300 нм). В цитоплазме иногда встречаются гликопротеидные капли.
Крупные неправильной формы тиротропные эндокриноциты, секретирующие тиротропный гормон (ТТГ), имеют крупное удлиненное ядро, компактный комплекс Гольджи, большое количество широких митохондрий. Зернистая эндоплазматическая сеть развита умеренно. Многочисленные мелкие гранулы неправильной формы размерами от 100 до 200 нм.
Кортикотропные эндокриноциты, продуцирующие адренокортикотропный гормон (АКТГ), неправильной формы, имеют широкие цитоп- лазматические отростки, оканчивающиеся вблизи синусоидных капилляров. Ядра этих клеток дольчатые, в электронно-светлой цитоплазме расположены развитые митохондрии, выраженный комплекс Гольджи, элементы которого распространяются по всей клетке, небольшое количество узких цистерн зернистой эндоплазматической сети. Немногочисленные секреторные гранулы диаметром 100-200 нм располагаются вблизи цитолеммы. При окрашивании по методу Шика в сочетании с тионинальдегидом гранулы приобретают красный цвет.
Аденоциты, которые не секретируют гормонов, представлены мелкими клетками с крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы, где только при электронной микроскопии выявляется небольшое количество маленьких гранул. Возможно, эти клетки являются предшественниками хромофильных аденоцитов (Rhodin A., 1974). Однако не исключено, что «хромофобные и хромофильные клетки - это клетки одного и того же типа, различающиеся по функциональной активности» (Хэм А., Кормак Д., 1983).
Бугорная (туберальная) часть передней доли гипофиза пронизана мелкими артериями, кровоснабжающими переднюю долю, венами портальной системы и синусоидными капиллярами. Между сосудами
располагаются тяжи эпителиальных клеток и изредка заполненные коллоидом псевдофолликулы. Клеточный состав бугорной части представлен хромофобными, ацидофильными и базофильными аденоцитами, аналогичными описанным клеткам.
Тонкая промежуточная часть гипофиза образована полоской аденоцитов, которые вырабатывают секрет, накапливающийся между клетками, в результате чего образуются псевдофолликулы. У человека в соеди- нительной ткани промежуточной части залегают полиморфные базофильные клетки, которые иногда по ходу сосудов амебоидно внедряются в паренхиму задней доли. С возрастом проникновение базофильных клеток увеличивается. В промежуточной части обнаруживаются меланостимулирующий (МСГ) и адренокортикотропный (АКТГ) гормоны, а также лютропин (ЛГ). ЛГ усиливает обмен липидов. Промежуточная часть гипофиза пронизана содержащими нейросекрет нервными волокнами, исходящими из нейрогипофиза, которые образуют синапсоподобные контакты с эпителиоцитами. Холинергические и аминергические волокна оказывают ингибирующее действие на секрецию клеток промежуточной части.
Нейрогипофиз не синтезирует гормоны. Вазопрессин и окситоцин, син- тезируемые супраоптическим и паравентрикулярными ядрами гипоталамуса, транспортируются по аксонам нейросекреторных клеток, имеющихся в составе гипоталамо-гипофизарного тракта, и выделяются в кровь, протекающую в капиллярах нейрогипофиза. В нейрогипофизе выявляются густая сеть безмиелиновых нервных волокон, глиоциты, множество кровеносных сосудов. Многоотростчатые глиоциты являются протоплазматическими астроцитами, обладают фагоцитарными способностями. Тонкая сеть, образованная аргирофильными соединительнотканными волокнами, окружает капилляры. В задней доле имеется множество телец Херринга.
Тропные гормоны гипофиза регулируют деятельность гипофизозависимых желез по принципу обратной связи. При снижении концентрации определенного гормона в крови соответствующие клетки передней доли гипофиза выделяют тропный гормон, который стимулирует образование гормона этой железой. Наоборот, повышение содержания гормона в крови становится сигналом для клеток гипофиза, которые отвечают замедлением секреции и освобождения тропного гормона, что приводит к подавлению секреции гормона.
Возрастные особенности гипофиза. Развитие гипофиза начинается на 9-й неделе эмбриогенеза дифференцировкой базофильных эндокриноцитов, на 4-м месяце - ацидофильных. Масса гипофиза новорожденногоравна 0,12 г, к 10 годам она удваивается, к 15 - утраивается, к 20 - достигает максимума, а после 60 лет гипофиз несколько уменьшается. В течение первых 10-12 лет жизни особенно активно функционируют соматотропные и тиреотропные эндокриноциты, у подростков резко возрастает количество гонадотропных эндокриноцитов.