Текст книги "Эндокринология. Большая медицинская энциклопедия"

Поджелудочная железа – орган смешанной секреции – внешнесекреторной (экзокринной) и внутрисекреторной (эндокринной).

Паренхима железы состоит из альвеол, имеющих выводные протоки, и островков – железистых образований внутренней секреции. Островки разбросаны по всей поджелудочной железе, но основное скопление островков находится в хвостовом отделе. Выводных протоков, как и у всех эндокринных органов, они не имеют. В ткани железы островки видны в виде желтоватых включений. Состоят островки из эпителиальных клеток, окруженных соединительной тканью с густой сетью кровеносных капилляров и нервных сплетений.

Клетки островков вырабатывают гормон инсулин, поступающий в кровь.

Каждый островок Лангерганса образован группой секреторных клеток – инсулоцитов. Существует 4 типа островковых клеток: β-клетки вырабатывают инсулин; α-клетки вырабатывают глюкагон; δ-клетки вырабатывают соматостатин; РР-клетки вырабатывают панкреатический полипептид.

Значение инсулина в организме человека заключается в регуляции углеводного обмена и поддержании определенного уровня глюкозы крови путем ее снижения. Глюкагон же увеличивает концентрацию глюкозы в крови. Он влияет на метаболические процессы в организме. Соматостатин замедляет освобождение гастрина, инсулина и глюкагона, секрецию соляной кислоты желудком и поступление ионов кальция в клетки островков Лангерганса. Регуляция функций поджелудочной железы осуществляется несколькими механизмами:

1) интрацеллюлярным;

2) нервным;

3) гормональным.

Различают 3 фазы секреции панкреатического сока: сложнорефлекторную, желудочную и кишечную. Условно-рефлекторными раздражителями секреции являются вид пищи, ее запах; безусловно-рефлекторными – жевание, вкус, глотание и т. д. Сок поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку через 1 – 2 мин после приема пищи. Центр, регулирующий выработку сока поджелудочной железы, находится в продолговатом мозге. Раздражение ядер передней и промежуточной областей гипоталамуса стимулирует секрецию поджелудочной железы, а раздражение задней доли гипоталамуса уменьшает секрецию.

Пищевой комок, попадая в желудок, раздражает его рецепторную систему, усиливает выделение воды и ферментов поджелудочной железой. Продвигаясь далее к привратнику, желудок начинает вырабатывать фермент гастрин. В кишечной фазе наблюдается выработка двух кишечных гормонов – секретина и холецистокинина. Кислотность в тонкой кишке становится нейтральной.

Секреторную функцию поджелудочной железы стимулируют гормоны гипофиза щитовидной железы, паращитовидных желез, надпочечников и других, а также дофамин, кальций, магний, соли желчных кислот, жиры, белки, продукты их распада, гастрин, простагландин Е и др. К ингибиторам же относятся кальцитонин, вазопрессин, адреналин и норадреналин, внутривенно введенная глюкоза.

Голодание ведет к снижению объема сока поджелудочной железы и повышению в нем ферментов.

Больше всего сока желудочной железы выделяется на хлеб, меньше – на мясо, еще меньше – на молоко.

При сахарном диабете наблюдаются гомогенизация и уплотнение островков Лангерганса.

Заболевания поджелудочной железы иногда сопровождаются поражением островков Лангерганса, что может вести к развитию вторичного диабета. При аденоме островков наблюдается синдром гиперинсулинизма, сопровождающийся симптомами гипогликемии.

Глава 3.
Гормональная регуляция обмена веществ

Обмен веществ и энергий – это способ существования белковых тел. Он предполагает прием из внешней среды продуктов питания, их сложную обработку для получения энергии на выполнение функций в организме и во внешней среде и для выработки строительного материала взамен отмерших клеток и тканей. Все это происходит под влиянием ферментативных клеточных систем и гормонов эндокринной системы.

Белки, жиры, углеводы, требующиеся для создания новых клеток, их органов, межклеточного вещества, строятся из питательных веществ, которые поступают в клетку в результате пластического обмена (это совокупность реакций соединения, идущих с поглощением энергии в организме человека), противоположностью которому является энергетический обмен (совокупность реакций разложения, идущих с выделением энергии).

В процессе распада и синтеза органических соединений образуются ядовитые продукты. Для их нейтрализации в организме проходят реакции разрушения и связывания, образования неядовитых веществ, не имеющих ни энергетического, ни пластического значения.

Изучением обмена веществ занимаются такие науки, как физиология человека и биохимия.

Организм человека из внешней среды получает продукты, содержащие углеводы (в виде полисахаридов), жиры (в виде эфиров жирных кислот и глицерина), а также белки – высокомолекулярные агрегаты, состоящие из соединения основных структурных единиц, аминокислот. Энергетический обмен заключается в разложении этих веществ и выработке энергии для внутриклеточных работ. Это происходит в 2 этапа. На первом этапе пищевые продукты разлагаются в желудочно-кишечном тракте по типу гидролиза. На втором этапе разрушаются внутримолекулярные связи в основных структурных единицах пищевых веществ. Глюкоза и жиры распадаются до углекислоты и воды; аминокислоты отщепляют группу NH₂ и далее превращаются в углекислоту и воду; т. е. происходит расщепление молекул (десмолиз). Большое количество энергии освобождается для дальнейшей организации работ.

Десмолитические и синтетические процессы формируют новые высокомолекулярные соединения, которые откладываются «про запас» в протоплазме клеток. Депонированные вещества могут использоваться по мере необходимости (между приемами пищи, при голодании, повышенных физических или умственных нагрузках).

Совместные десмолитические и синтетические процессы интерпретируются как интермедиарный (промежуточный) тканевый обмен.

За счет углеводного обмена происходит освобождение энергии, необходимой для внутриклеточной работы. Белки и жиры как энергетический материал используются частично. Большая часть этих веществ превращается в углеводы, которые в виде глюкозы циркулируют в крови, а их излишки – в виде полисахарида, отложившегося в печени или в мышцах.

Это сложный процесс. Крахмал пищи в кишечнике разлагается до моносахарида глюкозы и всасывается в кровь, где подвергается обратному синтезу в полисахарид гликоген. По мере необходимости гликоген поступает в кровь, которая разносит его к местам потребления. Но этот процесс является не единственным источником глюкозы. Продукты гидролиза белков и жиров также могут частично превращаться в печени в гликоген.

Итак, углеводный обмен в организме человека проходит несколько этапов:

1) гидролитический распад полисахаридов пищи в системе пищеварения до стадии моносахаридов;

2) транспорт кровью в виде глюкозы;

3) гликогенобразовательный процесс в печени и мышцах (гликогенез);

4) образование гликогена в печени из белков и жиров (гликогенез);

5) гликогенолитический процесс в печени, освобождающий депонированный гликоген в глюкозу и направляющий ее в кровь (гликогенолиз);

6) процесс распада углеводов в тканях с освобождением энергии (гликолиз).

Регуляция углеводного обмена производится путем воздействия ферментов и гормонов на все его звенья. Этот процесс регулируется центральной нервной системой.

Жиры пищи всасываются в кишечнике лимфатическими сосудами в виде нейтрального жира. Затем они через грудной лимфатический проток направляются в кровь. В тканях жир окисляется до СO₂ и Н₂O, освобождая энергию для внутриклеточных процессов. У человека с избыточным весом «про запас» жир откладывается в подкожной жировой клетчатке и на брюшине. Эти жиры являются запасным пищевым продуктом (депо), они используются при голодании. Жир поступает в кровь, где превращается в гликоген, далее – в клетки и ткани, где подвергается энергетическому распаду.

Пополнение жира осуществляется не только за счет принимаемой жирной пищи, но и за счет излишка углеводов, которые в виде гликогена поступают в печень и ткани (мышцы), а небольшая их часть превращается в жир и откладывается в жировых местах в качестве резерва для питания.

По данным некоторых авторов, в жир превращаются также и белки по следующей цепочке: белки – гликоген – жир. Но это возможно только при большом поступлении белков в организм человека.

Метаболические превращения, которым подвергается жир, бывают 3 видов.

1. Жир может подвергаться непосредственному окислению, освобождая энергию для тканевого процесса.

2. Жир может превращаться в гликоген и использоваться тканями, проходя все стадии углеводного обмена.

3. Жир служит исходным материалом для ряда важных пластических синтезов и образует ряд сложных комплексов, относящихся к группе липоидов, которые входят в структуру протоплазмы.

Белки переваренной пищи, всосавшись в кровь в виде аминокислоты, доставляются к тканям организма. Дальнейшие превращения идут путем внутриклеточной перестройки продуктов пищеварительного гидролиза белков под влиянием гормонов и тканевых ферментов. Белки в основном выполняют пластическую роль. Неиспользованные белки, так же как жиры и углеводы, расходуются как энергетический материал.

Аминокислоты, осевшие в печени, подвергаются дезаминированию, от азотистого комплекса отщепляется молекула аммиака, из которой в печени синтезируется мочевина. Безазотистый остаток молекулы аминокислоты превращается в глюкозу и встает на путь углеводного обмена. Часть аминокислот печени вновь превращается в белок плазмы крови, а аминокислоты, осевшие в тканях, расходуются в качестве пластического материала клеток и тканей. Небольшая часть аминокислот расходуется на получение энергии.

Энергия, освобождающаяся человеком при гликолизе, служит для проявлений жизнедеятельности организма, которые можно разделить на 2 категории. К первой категории относится состояние полного мышечного покоя. Энергия, освобождаемая организмом при полном мышечном покое, называется основным обменом. К другой категории относится энергия, затраченная на производство внешних работ, которая носит название «рабочий обмен организма».

Существует методика определения основного обмена: пациент принимает пищу за 12 ч до проведения процедуры. Его укладывают в постель и предлагают расслабить все группы мышц. После 30 мин полного покоя пациента подключают к дыхательному аппарату, по данным которого определяют газообмен и вычисляют величину основного энергетического обмена (количество килокалорий на 1 кг массы тела). При этих условиях освобождаемая энергия расходуется на работу сердца, центральной нервной системы, желез внутренней секреции, на функцию дыхательных мышц, на поддержание температуры тела не ниже 37 °С и химических процессов в органах и тканях.

В абсолютных величинах основной обмен взрослого человека колеблется у мужчин от 1000 до 2000 ккал в сутки (например, величина основного обмена у мужчины весом 70 кг составляет около 1700 ккал в сутки (1 ккал на 1 кг веса в 1 ч), у женщин – от 1000 до 1700 ккал.

Средняя нормальная величина будет составлять около 960 ккал на 1 м² поверхности тела.

Основной обмен зависит от возраста (чем моложе, тем интенсивнее), пола, веса и др.

Обмен веществ является сложным механизмом взаимоотношений и воздействий функций органов, систем и организма в целом. Стимулы клетки и ткани получают через трофические нервы или через кровь, в которые поступают гормоны, влияющие на тканевой обмен. Но секреция гормонов происходит рефлекторным путем, поэтому и регуляция обмена веществ осуществляется центральной нервной системой. Обмен веществ как основа жизнедеятельности организма человека приспосабливается к постоянно меняющимся условиям внешней среды.

В ходе опытов человеку предлагалось совершать работу по словесному сигналу, и после нескольких сочетаний сам сигнал к работе вызывал повышение обмена веществ. Если же сигнал к мышечной работе перестал подкрепляться, то выработанный условный рефлекс подвергался угасанию.

Кора головного мозга осуществляет регулирующее влияние на обмен веществ через гипоталамическую область и через симпатические нервы.

Влияют на обмен веществ и железы внутренней секреции, особенно щитовидная железа и гипофиз, являясь эффекторами условных и безусловных рефлексов, регулирующих тканевой обмен.

Основными принципами рационального питания являются разработки пищевого рациона, учитывающие потребность организма человека как в энергетических, так и в пластических пищевых веществах – белках, жирах и углеводах, а также в витаминах и минеральных солях. При этом учитываются процесс обработки пищи в системе пищеварения, чувство насыщения и повышения аппетита. Принимаются во внимание и другие аргументы: усвояемость пищи, ее воздействие на секреторную и двигательную системы желудка и кишечника, а также усвояемость белков, жиров и углеводов. Чем больше эта разница, тем больше всосалось белков, жиров и углеводов в кровь. Животные продукты питания полнее усваиваются в организме, чем растительные продукты. Например, из 18,75 г белка мяса усваивается 18 г, а из 8,68 г белка в 100 г ржаного хлеба усваивается лишь 4 г, т. е. менее половины. Но в пищевых продуктах растительного происхождения содержится больше клетчатки, которая защищает белки от воздействия пищеварительных ферментов. Размолотые зерна усваиваются тем лучше, если мельче помол. Так, при грубом помоле из ржаного хлеба белков усваивается 1/2, а при тонком помоле – 3/4.

Поэтому при оценке пищевой ценности продуктов питания учитываются степень усвояемости (при расчете норм питания) и теплота сгорания.

Клетчатка пищи существенно влияет на двигательную функцию кишечника. Хорошо усвояемая пища формирует небольшое количество каловых масс, слабо раздражается кишечник, нарушается его двигательная функция, возникают запоры. Содержимое кишечника подвергается бактерийному разложению с образованием большого количества газа. Начинается интоксикация организма.

Определенное значение придается вкусу пищи, вызывающей аппетит. Чем лучше аппетит, тем больше сокоотделения и тем лучше происходит перевариваемость пищи. Это имеет особое значение при рациональном питании человека. Необходимо, чтобы пища возбуждала аппетит запахом, видом и вкусом. Пища должна приниматься в один и тот же промежуток времени, т. е. следует соблюдать режим питания.

Пластическая ценность пищи определяется качеством и количеством белков. Жиры и углеводы к этому имеют меньшее отношение. В жир могут превращаться белки и углеводы. В углеводы превращаются белки и жиры.

Жир в организме человека играет двоякую роль. Во-первых, он наиболее богат энергией. Во-вторых, жир является растворителем для некоторых витаминов.

Углеводы, превращаясь в углекислоту и воду, дают энергию для мышечной работы.

Белки покрывают потребности организма в аминокислотах. Они могут быть заменимыми и незаменимыми. Из 22 аминокислот 10 не могут быть синтезированы в организме, они должны поступать с пищей в готовом виде. Остальные 12 аминокислот создаются в клеточном метаболизме из азота пищи.

Белковый минимум определяется качеством белка пищи. Для оценки качества белков введено понятие биологической ценности белка. Животные белки имеют большую биологическую ценность, чем белки растительного происхождения.

Рациональное питание должно быть рассчитано на белковый оптимум. Лишь он создает наилучшие условия для обмена веществ. В суточном рационе белка должно быть не менее 120 г. Кроме того, в пище должно содержаться достаточно витаминов и минеральных солей.

Глава 4.
Регуляция секреции гормонов

Гормон – понятие физиологическое. Одни гормоны имеют сравнительно простое строение, другие, относящиеся к белковым телам,—очень сложную молекулярную структуру.

Железы внутренней секреции являются эффекторами важнейших рефлексов, они регулируют биохимическое взаимодействие между гормонами и клетками в организме человека. Действие гормонов рассматривается как гуморальное звено эффекторного пути рефлекторной деятельности центральной нервной системы. Рефлекторная регуляция самих желез внутренней секреции проводится через вегетативную нервную систему и ее надсегментарные центры, расположенные в области гипоталамуса. Эти субкортикальные центры подчинены кортикальному центру, т. е. коре головного мозга.

К гуморальному звену рефлекса относятся железы внутренней секреции, которые вырабатывают секрет, обладающий чрезвычайной биологической активностью. Вещества, вырабатываемые ими, оказывают действие на обмен веществ, сокращение гладких мышц, выработку секреции другими железами. Их доза – 100 мд/г/1 мл крови (мд – миллионная доля).

Гуморальная регуляция является одним из путей, по которым осуществляются различные рефлексы. Например, болевое раздражение вызывает сосудосуживающий рефлекс – сокращаются гладкие мышцы артериол, уменьшается их русло, повышается артериальное давление.

В этом рефлексе действуют два пути: один – прямой, приводящий к сокращению мышц артериол, другой – сложный, действующий через надпочечники. Выделяемый гормон адреналин поступает в кровь. С кровью он поступает к чувствительным окончаниям артериол и вызывает их сокращение. В данном случае мышцы артериол являются эффектором второго порядка, а эффектором первого порядка – эндокринная железа надпочечника и выработка адреналина. А связь между эффекторами первого и второго порядка, осуществляемая через кровь, расценивается как гуморальное звено рефлекса.

В организме человека проходят и более сложные процессы, когда гуморальные звенья оказываются превращенными в эффектор третьего и даже четвертого порядка. Рефлекторный путь при этом идет через эндокринную железу, которая начинает цепь гуморальных звеньев, участвующих в данном рефлексе. Он характерен для многих вегетативных рефлексов. Соматические рефлексы, двигательные акты скелетной мускулатуры всегда осуществляются по прямым путям.

Принято различать 3 вида рефлексов:

1) эксцероцептивные, начинающиеся с рецепторов, принимающих раздражения из внешней среды;

2) интероцептивные, с рецепторов внутренних органов;

3) проприоцептивные, с рецепторов мышц и сухожилий.

Рефлексы могут быть хеморецептивными, фоторецептивными, барорецептивными, прессорецептивными, которые подразделяются на условные и безусловные.

Центры безусловных рефлексов локализуются в спинном мозге, бульбарных образованиях и в среднем мозге.

Если исполнительная часть рефлекторного центра представлена нейроном, направляющим аксон к скелетной мышце, то его относят к соматическим центробежным путям, а рефлекс носит название соматического. Если же исполнительная часть центра идет через центробежный путь, состоящий из двух нейронов, с гладкомышечным или железистым эффектором, рефлекс называется вегетативным.

Реакция слюнной железы на условный раздражитель, действующий на слизистую желудка, относится к группе интероцептивных условных вегетативных рефлексов.

Основные свойства клеток, тканей и органов, составляющих звенья рефлекторной дуги, проявляются в реакции на раздражения. Раздражителем может быть любой вид энергии (тепловая, механическая, электрическая, световая, звуковая, пищевая и т. д.).

Что касается гормонов, то их поступление в кровь так мало, что их не обнаруживают ни количественные, ни качественные химические анализы, и все же их можно обнаружить с помощью биологических проб. Для этого чаще всего используется моча, с которой выводятся гормоны или их продукты.

Нормальное функционирование организма человека возможно лишь тогда, когда нормально функционируют все органы и системы организма и происходит нормальная регуляция их со стороны центральной нервной системы и гуморальной (гормональной) регуляции. Кроме того, эндокринные органы оказывают влияние друг на друга, а вместе взятые – на обмен веществ.

Например, функция яичников нуждается в циркуляции в крови гормонов аденогипофиза – гонадотропинов, т. е. гонадотропных гормонов.

Половой цикл яичника регулируют 3 гормона передней доли гипофиза:

1) фолликулостимулирующий;

2) лютеинизирующий;

3) лактоген.

Причем взаимодействие этих гормонов очень сложное.

Фолликулостимулирующий гормон способствует созреванию граафова пузырька и секреции фолликулина. При продолжении полового цикла развития начинает выделяться лютеинизирующий гормон. И как только соотношение этих гормонов достигает определенной величины, происходит овуляция, т. е. разрыв граафова пузырька и выхождение яйцеклетки. На месте лопнувшего фолликула под влиянием лютеинизирующего гормона образуется желтое тело, которое под влиянием лактогена вырабатывает прогестерон.

Во второй половине беременности функционирует не только желтое тело, вырабатывающее прогестерон, но и фолликулин – из плаценты. Плацента продуцирует также гонадотропный гормон – пролан, который вызывает усиленный рост желтого тела, а также готовит молочную железу к лактации. Уже на 3-й неделе беременности пролан выделяется в нарастающей дозе.

Прогестерон и фолликулин увеличиваются в крови и моче, особенно во второй половине беременности. Этот признак можно поставить в диагностический ряд как тест на наличие беременности, т. е. гонадотропины активизируют деятельность яичников.

Нормальные роды наступают через 280 дней со дня оплодотворения.

Физиологические механизмы родовой деятельности изучены недостаточно. Они, безусловно, многообразны. Решающее значение имеет гормон нейрогипофиза окситоцин. Он способен вызывать сокращение мышц матки, содержась в очень малых дозировках в крови.

В конце беременности начинается атрофия желтого тела, уменьшается выработка прогестерона, антагонизм гормонов прогестерон – окситоцин переходит с превышением к окситоцину, отсюда и сокращение мышц матки.