Физиология надпочечников

Надпочечники – парные эндокринные железы, располо­женные у верхних полюсов почек и состоящие из двух разных по эмбриональному происхождению тканей: коркового (про­изводное мезодермы) и мозгового (производное эктодермы) вещества. Каждый надпочечник имеет массу в среднем 4 – 5 г. В железистых эпителиальных клетках коры надпочечников вырабатывается более 50 различных стероидных соединений (стероидов). В мозговом веществе, называемом также хромаффинной тканью, синтезируются катехоламины: адреналин и норадреналин. Надпочечники обильно кровоснабжаются и имеют развитую нервную сеть, начинающуюся от солнечного и надпочечникового сплетений. В них имеется воротная система сосудов. Первая сеть капилляров располагается в коре надпо­чечников, а вторая – в мозговом веществе (кортизол контро­лирует синтез в хромаффинных клетках фермента фенилэтаноламин-N-метилтрансеразы, необходимого для образования адреналина из норадреналина).

Кора надпочечников. Занимает по объему 80% всей желе­зы и состоит из трех клеточных зон. Наружная клубочковая зо­на образует минералокортикоиды; средняя (самая большая) пучковая зона синтезирует глюкокортикоиды; внутренняя (окру­жающая мозговой слой) сетчатая зона продуцирует половые стероиды – как мужские, так и женские независимо от пола человека. Кора надпочечников служит единственным источни­ком глюко-и минералокортикоидов в организме.

Минералокортикоиды (альдостерон, 11 – дезоксикортикостерон) являются жизненно важными гормонами. По­сле удаления надпочечников гибель организма связана с нехват­кой этих гормонов, и смерть можно предотвратить только путем их введения. У человека важнейшим и наиболее активным минералокортикоидом является альдостерон.

Альдостерон – гормон стероидной структуры, синтезиру­емый из холестерола или ацетилкоэнзима А. Суточная секре­ция гормона составляет в среднем 50 – 250 мкг, содержание в крови 50 – 150 нг/л. Альдостерон слабо связывается белками и транспортируется как в свободной (50%), так и связанной (50%) форме. Период его полураспада составляет около 15 мин. Метаболизируется печенью и частично выводится с мочой. За один пассаж через печень инактивируется 75% альдостерона, присутствующего в крови.

Альдостерон действует на специфические внутриклеточные цитоплазматические рецепторы. Образующиеся гормон-рецепторные комплексы проникают в ядро клетки и, связываясь с ДНК, регулируют транскрипцию определенных генов. Это стимулирует образование специфических информационных РНК, которые влияют на синтез белков и ферментов, регули­рующих, например, поступление ионов в клетку.

Физиологическое значение альдостерона заключается в регуляции водно-солевого гомеостаза (изоосмии) и реакции среды (рН).

Гормон усиливает синтез Na-K-АТФазы в клетках дистальных канальцев почек; это ведет к усиленной реабсорбции на­трия и секреции в просвет канальцев ионов калия или водоро­да. Такое же действие альдостерон оказывает на энтероциты и железистые клетки потовых желез. Таким образом, под его влиянием в организме происходит задержка натрия, хлоридов и воды и увеличивается объем циркулирующей крови и артериальное давление крови, а также усиливается выведение Н⁺-ионов и аммония и формируется сдвиг кислотно-основно­го состояния крови в щелочную сторону.

Кроме того, минералокортикоиды усиливают реакции им­мунной системы и воспаление, а также повышают тонус и ра­ботоспособность мышц.

Регуляция синтеза и секреции альдостерона осущест­вляется несколькими механизмами: главный из них – ангиотензиновый. Это дало основание считать альдостерон частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС). Ренин (белок, фермент) образуется в юкстагломерулярных клетках почки, его синтез и секреция регулируются содержанием калия и натрия в крови и влиянием катехоламинов через β-адренорецепторы. Ренин катализирует отщепление от ангиотензиногена (α²-глобулин крови, синтезируемый печенью) пептида из 10 аминокислотных остатков – ангиотензина I, который затем превращается в сосудах легких под влиянием конвертазы в ангиотензин II (пептид из 8 аминокислотных остатков). Ангиотензин II является мощным сосудосужающим фактором и стимули­рует в надпочечниках синтез и выделение альдостерона.

Повышают продукцию альдостерона также высокое содер­жание калия и низкое натрия в плазме крови и в меньшей сте­пени – действие АКТГ гипофиза.

Избыток натрия и недостаток калия в плазме крови, гиперволемия (увеличение объема циркулирующей крови) и действие атриопептидов (гормонов, синтезируемых типичными кардиомиоцитами предсердий) снижают секрецию альдостерона.

Избыточная секреция альдостерона может приводить: к за­держке натрия, хлора и воды и потере калия и водорода; развитию алкалоза с гипергидратацией и появлением отеков; гиперволемии и гипертензии (повышению артериального давления крови). При недостаточной секреции альдостерона развивается потеря натрия, хлора и воды, задержка калия и метаболический ацидоз, дегидра­тация, падение артериального давления и шок, а при отсутствии заместительной терапии – происходит гибель организма.

Глюкокортикоиды синтезируются в клетках пучковой зоны коры надпочечников, затем попадают в кровь. Основным представителем является кортизол.

Кортизол – гормон стероидной структуры, производное холестерола. Его суточная секреция составляет в среднем 15 – 30 мг, содержание в крови – около 150 мкг/л. Кортизол хоро­шо связывается с белками крови (транскортином и альбуми­ном) и транспортируется в связанной (95%) и свободной (5%) форме, период его полураспада составляет около 1 – 2 ч. Метаболизируется печенью и частично выводится с мочой.

Кортизол действует на специфические внутриклеточные цитоплазматические рецепторы. Образующиеся гормон-рецепторные комплексы проникают в ядро клетки и, связываясь с ДНК, регулируют транскрипцию определенных генов и обра­зование специфических информационных РНК, влияющих на синтез очень многих белков и ферментов.

Физиологическое значение кортизола заключается в ре­гуляции межуточного обмена. Выделяют метаболические и не­метаболические эффекты глюкокортикоидов.

Основные метаболические эффекты: 1) стимуляция глюконеогенеза за счет усиления активности и повышения синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза, гипергликемия и уси­ление синтеза гликогена в печени; 2) усиление гидролиза бел­ков до аминокислот (катаболическое действие) в опорных тка­нях (костях, скелетных мышцах, коже), исключая печень, где наблюдается усиление синтеза белков; 3) ускорение липолиза и повышение содержания жирных кислот в крови; 4) усиление секреции инсулина из-за гипергликемии и более интенсивное отложение жира в верхней половине тела, жировые депо кото­рых имеют большую чувствительность к инсулину, чем к кортизолу (ожирение при синдроме Иценко – Кушинга).

Основные неметаболические системные эффекты: 1) учас­тие в формировании стресса и повышение устойчивости орга­низма к действию экстремальных раздражителей (поэтому глюкокортикоиды называют адаптивными гормонами). При их отсутствии сильный стресс может вызывать падение давления крови, шок и смерть: 2) сенсибилизация вазомоторной систе­мы к действию катехоламинов (выход α-адренорецепторов из цитоплазмы на клеточную мембрану гладких миоцитов и уве­личение их синтеза в клетках) и положительное инотропное действие (увеличение силы сердечных сокращений); 3) повы­шение кровотока в клубочках и увеличение фильтрации, сни­жение реабсорбции воды (в физиологических дозах кортизол является функциональным антагонистом АДГ). При недостат­ке кортизола могут возникать отеки из-за усиления действия АДГ и задержки воды в организме; 4) повышение минералокортикоидной активности (большие дозы глюкокортикоидов задерживают натрий, хлор и воду и способствуют выведению калия и водорода из организма); 5) проявление стимулирую­щего действия на скелетную мускулатуру. При недостатке гор­мона развивается мышечная слабость из-за неспособности со­судистой системы адекватно реагировать на повышение мы­шечной активности. При избытке гормонов - атрофия мышц из-за катаболического действия гормонов; 6) возбуждающее действие на ЦНС и увеличение склонности к судорогам; 7) по­вышение восприимчивости органов чувств к действию специ­фических раздражителей: вкусовых, обонятельных и звуко­вых; 8) подавление клеточного и гуморального иммунитета, инволюция тимуса и лимфатических узлов, прямое цитолити- ческое действие на лимфоциты и эозинофилы, антиаллерги­ческая активность; 9) жаропонижающее и противовоспали­тельное действие за счет угнетения синтеза простагландинов и стабилизации клеточных мембран (антиоксидантная актив­ность гормонов); 10) изъязвление слизистой оболочки желуд­ка и двенадцатиперстной кишки (в больших дозах); 11) повышение чувствительности остеокластов к действию паратгормона и развитие остеопороза; 12) повышение синтеза гормона роста, адреналина, ангиотензина II.

Регуляция синтеза и секреции глюкокортикоидов осу­ществляется АКТГ аденогипофиза с участием кортиколиберина гипоталамуса и имеет четкие суточные ритмы: максимум – ут­ром и минимум – вечером и ночью. Стресс (физический или психический), гипогликемия, лихорадка являются мощными стимулами повышения активности гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковой эндокринной оси и увеличения уровня кортизола крови. По механизму отрицательной обратной связи кор­тизол подавляет секрецию кортиколиберина и АКТГ.

Избыточная секреция глюкокортикоидов проявляется на­растанием массы тела и перераспределением жировых депо в виде ожирения лица (лунообразное лицо) и верхней половины тела. Задержка натрия, хлора и воды вследствие минералокортикоидного действия кортизола сопровождается гипертензией и головными болями, жаждой и полидипсией, а также гипокалиемией и алкалозом. Кортизол вызывает также угнетение им­мунной системы из-за инволюции тимуса, цитолиза лимфоци­тов и эозинофилов, снижения функциональной активности других видов лейкоцитов. При этом наблюдается усиление ре­зорбции костной ткани и образование язв на слизистой желуд­ка. Недостаточная секреция кортизола проявляется общей и мышечной слабостью из-за нарушений углеводного и электро­литного обмена, уменьшением массы тела за счет снижения аппетита, тошноты, рвоты и развития дегидратации организ­ма. Она сопровождается избыточным выделением АКТГ из ги­пофиза и гиперпигментацией, а также артериальными гипотониями, гиперкалиемией, гипонатриемией, гипогликемией, гиповолюмией, эозинофилией и лимфоцитозом.

Половые гормоны. Синтезируются в надпочечниках. Клетки сетчатой зоны коры надпочечников секретируют в кровь преимущественно мужские половые гормоны (прежде всего, дегидроэпиандростендион и его эфиры, андрогенная ак­тивность которых существенно ниже, чем у тестостерона) и в меньшей мере – женские половые гормоны (прогестерон, 17б-прогестерон и др.).

По структуре половые гормоны являются стероидными со­единениями, циркулируют в крови в свободной (20%) и свя­занной (80%) форме, действуют через внутриклеточные цитоплазматические рецепторы.

Физиологическая роль – половые гормоны имеют боль­шое значение в детском возрасте, когда эндокринная функция половых желез выражена незначительно, стимулируют разви­тие половых признаков, участвуют в формировании полового поведения, оказывают анаболическое действие, повышая син­тез белка в коже, мышечной и костной ткани.

Регуляция секреции половых гормонов надпочечников осу­ществляется АКТГ. Избыточная секреция андрогенов надпо­чечников вызывает ингибирование женских (дефеминизация) и усиление мужских (маскулинизация) половых признаков. Клинически у женщин это проявляется оволосением по муж­скому типу (усы, борода), аменореей, атрофией грудных желез и матки, огрублением голоса (низкий тембр), увеличением мы­шечной массы и облысением.

Мозговое вещество надпочечников. Составляет 20% от его массы и содержит хромаффинные клетки, которые по сво­ей сути являются постганглионарными нейронами симпати­ческой нервной системы и синтезируют нейрогормоны катехол- амины – адреналин и норадреналин (НА). Их называют гор­монами срочного приспособления к действию сверхпороговых раздражителей среды. В отличие от типичных симпатических нейронов эти клетки синтезируют в основном адреналин (80 – 90% его содержится в оттекающей от надпочечника венозной крови) и в меньшей мере – НА.

Структура, транспорт, метаболизм, механизм действия катехоламинов. Они являются производными аминокислоты тирозина (тирозин → ДОФА (дезоксифенилаланин) дофамин → НА → адреналин), транспортируются в свободной (период их полураспада составляет 30 с) или в свя­занной форме в гранулах тромбоцитов. Катехоламины метаболизируются ферментами моноаминоксидазами (МАО) и катехол-О-метилтрансферазой (КОМТ) и частично выводятся с мочой в неизмененном виде. Они действуют через α- и β-адренорецепторы клеточных мембран (семейство 7-ТМС-мем- бранных рецепторов) и систему внутриклеточных посредников (цАМФ, ИТФ, Са²⁺). Основным источником поступления НА в кровоток являются не надпочечники, а симпатические нервные окончания. Поэтому содержание НА в крови состав­ляет в среднем около 0,3 мкг/л, а адреналина – 0,06 мкг/л.

Основные физиологические эффекты катехоламинов реализуются за счет взаимодействия с α- и β-адренорецепторами. Многие клетки организма содержат эти рецепторы (не­редко оба типа), поэтому область влияния катехоламинов очень широкая, а его направление обусловлено типом адренорецепторов и их избирательной чувствительностью к адрена­лину или НА. Так, адреналин обладает большим сродством к β-адренорецепторам, а НА – к α-адренорецепторам. Повы­шают чувствительность адренорецепторов к катехоламинам глюкокортикоиды и тиреоидные гормоны. Выделяют функцио­нальные и метаболические эффекты катехоламинов.

Функциональные эффекты катехоламинов: 1) увеличи­ваются частота и сила сердечных сокращений и повышается артериальное давление крови; 2) сужаются вены и артерии кожи и органов брюшной полости, расширяются артерии работающих скелетных мышц; 3) повышается теплообразо­вание в тканях (бурой жировой ткани, мышцах и др.); 4) угне­тается перистальтика гладких мышц желудка и кишечника и повышается тонус их сфинктеров; 5) расслабляются гладкие миоциты бронхов и улучшается вентиляция легких; 6) стиму­лируется секреция ренина почкой; 7) расслабляются гладкие миоциты мочевого пузыря и уменьшается выделение мочи; 8) повышается возбудимость нервной системы и эффектив­ность приспособительных реакций к неблагоприятным влия­ниям среды.

Метаболические эффекты катехоламинов: 1) стимулиру­ется потребление тканями кислорода и окисление веществ (общее катаболическое действие); 2) усиливается гликогенолиз и угнетается синтез гликогена в печени и в мышцах; 3) сти­мулируется глюконеогенез (образование глюкозы из других органических веществ) в гепатоцитах, выход глюкозы в кровь и гипергликемия; 4) активируется липолиз в жировой ткани и выход жирных кислот в кровь.

Регуляция секреции катехоламинов. Осуществляется симпатическим отделом АНС. Происходит рефлекторно при мышечной работе, охлаждении, гипогликемии и т.д. Из окон­чаний преганглионарных симпатических нервных волокон вы­деляется медиатор ацетилхолин, который через никотиновые холинорецепторы нейронального типа вызывает секрецию адреналина и НА из хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников.

Проявления избыточной секреции катехоламинов – гипертензия, тахикардия, повышение основного обмена и температу­ры тела, плохая переносимость человеком высокой температу­ры, повышенная возбудимость и т.д. Недостаточная секреция адреналина и НА проявляется противоположными изменения­ми, прежде всего понижением давления крови (гипотензией), снижением силы и частоты сердечных сокращений.

Дата добавления: 2014-12-29