6.3.2. Надпочечник и его гормоны

У млекопитающих надпочечник - это парный орган, лежащий над почкой и состоящий из двух частей, которые различаются по своему происхождению, морфологии и функции, - коркового (коры) и мозгового вещества. Кора развивается из складки целомического эпителия, из которого образуются и гонады. Симпатобласты из брюшных симпатических ганглиев мигрируют в область расположения коркового вещества и в дальнейшем образуют клетки мозгового вещества надпочечников, вырабатывающие катехоламины. Такое происхождение объясняет близость гормонов, выделяющихся в коре надпочечника и в железистой ткани гонад: и те, и другие являются стероидами. Это определяет синергичносты симпатической нервной системы и гормонов мозгового вещества надпочечника.

У низших позвоночных гомологом коры надпочечника является интерреналовая железа - островки железистой ткани, вырабатывающей кортикостероиды. Они разбросаны в ткани головной и отчасти туловищной почки. Хромаффинная ткань, являющаяся гомологом мозгового вещества надпочечника, разобщена с интерреналовой и находится вблизи крупных кровеносных сосудов.

Рис. 6.19

Схема зон надпочечника и вырабатываемые ими гормоны

1 - пучковая зона, 2 - сетчатая зона, 3 - корковое вещество, 4 - мозговое вещество, 5 - клубочковая зона.

В ходе эволюции позвоночных происходила постепенная концентрация структур интерреналовой и хромаффинной ткани и их объединение в одну железу - надпочечник. Уже у рептилий образуется единый парный орган, характерный также и для более высокоорганизованных позвоночных и человека (рис. 6.19). Объединение коры и мозгового вещества в один

орган дает определенное преимущество для регуляции комплексной секреции

стероидов и катехоламинов, например, при стрессе.

Кора надпочечника. У млекопитающих состоит из трех слоев: клубочковой зоны, лежащей снаружи, пучковой зоны и сетчатой, прилежащей к мозговому веществу. Надпочечник имеет обильное кровоснабжение.

Из коры надпочечника выделено около 50 различных стероидов (табл. 6.5). Большинство из них являются промежуточными продуктами синтеза активных гормонов. Основным субстратом для синтеза стероидных гормонов является

холестерин, поступающий в клетки с кровью. В клетках он хранится в виде

Таблица 6.5

Стероидные гормоны

Гормон

Источник

Ткань-мишень

Главные эффекты

Регуляция секреции

Тестостерон (андроген)

Клетки Лейдига

Большинство тканей

Способствует развитию и поддержанию мужских вторичных половых признаков, поведения и сперматогенеза

Стимулируется ЛГ

17?-эстрадиол (эстроген)

Фолликулы яичника, желтое тело

Большинство тканей

Способствует развитию и поддержанию женских вторичных половых признаков и поведения, созреванию ооцитов, пролиферации эндометрия

Стимулируется ЛГ и ФСГ

Прогестерон

Желтое тело

Матка, молочные железы

Поддерживает секрецию желез в матке и стимулирует развитие протоков молочных желез

Стимулируется ЛГ и пролактином

Кортизол (глюкокортикоид)

Кора надпочечников

Печень, жировая ткань, мышцы

Стимулирует транспорт аминокислот из мышц и жирных кислот из жировой ткани в печень. Усиливает глюконеогенез, оказывает противовоспалительное действие

Стимулируется АКТГ

Альдостерон (минералокорикоид)

Кора надпочечников

Дистальные почечные канальцы

Способствует реабсорбции ионов натрия из почечного фильтрата

Стимулируется ангиотензином II

эфиров или других соединений в мембранах, липидных каплях или липосомах, представляющих собою депо холестерина. В процессе синтеза стероидов большую роль играют митохондрии, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи. Ряд этапов синтеза стероидов осуществляется в митохондриях, в связи с этим в стероидогенных тканях эти органоиды имеют везикулярные кристы.

В коре надпочечника вырабатываются гормоны, называемые кортикостероидами, или кортикоидами. Они разделяются на две основные группы: глюкокортикоиды, выделяемые пучковой и сетчатой зонами, и минералокортикоиды, образующиеся в наружной клубочковой зоне. Кроме того, в коре надпочечника, главным образом в сетчатой зоне, секретируются небольшие количества половых стероидов, в основном андрогенов.

Состав секретируемых кортикостероидов различается у разных животных; у человека только три кортикоида секретируются в виде гормонов: кортизол (гидрокортизон), альдостерон и в меньшей степени кортикостерон. В крови гормоны находятся в связанном состоянии с белком-носителем - транскортином.

Кортикоиды обладают широким спектром действия. Удаление обоих надпочечников приводит к смерти животного. Основным действием глюкокортикоидов является влияние на углеводный обмен; минералокортикоиды (альдостерон) связаны с балансом электролитов, андрогены регулируют белковый обмен. Такое разделение эффектов кортикостероидов характерно для высших позвоночных.

У млекопитающих требуется введение очень высоких доз глюкокортикоидов, чтобы выявить их минералокортикоидный эффект, а глюкокортикоидное действие альдостерона выражено столь слабо, что практически равно нулю. Однако у низших позвоночных такого четкого разделения влияний кортикостероидов нет. У большинства рыб в интерреналовой железе вообще не вырабатываются минералокортикоиды; в этом случае глюкокортикоиды обладают более широким спектром действия и кроме влияний на углеводный обмен оказывают минералокортикоидное действие. Лишь с выходом позвоночных на сушу у амфибий начинает в больших количествах вырабатываться альдостерон и в дальнейшем ходе эволюции развиваются специфические эффекты двух групп кортикостероидов.

Эффекты глюкокортикоидов. Влияние глюкортикоидов весьма разнообразно. Выявляется оно наиболее четко у животных после удаления надпочечников (адреналэктомии) и введения альдостерона. Так, синтез глюкозы из аминокислот - глюконеогенез - находится под регулирующим влиянием кортизола. У этого гормона несколько путей влияния, но преимущественно его воздействие осуществляется за счет увеличения активности ряда ферментов, необходимых для глюконеогенеза. Глюкоза, вырабатываемая в результате введения кортизола, восполняет запасы гликогена в печени, истощенные после удаления коры надпочечника. Таким образом, кортизол увеличивает образование и отложение гликогена в печени и мышцах и повышает уровень глюкозы в крови.

Глюкокортикоиды обладают катаболическим действием. Они тормозят синтез белков в периферических тканях и усиливают их катаболизм. Аминокислоты, поступающие в печень в результате катаболизма белков, служат субстратом для глюконеогенеза. Избыток кортизола приводит к атрофии мышц. В отсутствие глюкокортикоидов нарушаются мобилизация и выделение жирных кислот из жировой ткани, т. е. липолиз. Благодаря повышению кровотока в клубочках и усилению клубочковой фильтрации кортизол обеспечивает экскрецию воды. Он обладает также специфическим влиянием на экскрецию мочи - снижает проницаемость для воды дистального отдела почечных канальцев.

При недостаточности коры надпочечника наблюдается мышечная слабость, проявления которой снижаются при введении кортизола.

В головном мозгу обнаружены многочисленные рецепторы глюкокортикоидов, благодаря чему эти гормоны оказывают разнообразное действие на функции ЦНС и органов чувств. При недостаточности коры надпочечников нарушается способность различать оттенки вкусовых, обонятельных и звуковых ощущений;

введение глюкокортикоидов способствует нормализации функции. Глюкокортикоиды, видимо, влияют на процессы обработки информации в центрах мозга,. регулируя интеграцию сенсорных импульсов, хотя механизм их влияния пока не ясен.

Глюкокортикоиды оказывают значительное влияние на клеточный и гуморальный иммунитет. При снижении активности коры надпочечников происходит увеличение вилочковой железы и лимфатических узлов. Введение глюкокортикоидов нормализует функции этих органов. Кортизол обладает четким противовоспалительным действием, в связи с чем его применяют при лечении ревматических заболеваний. Однако в условиях хронического стресса длительная секреция кортизола приводит к разрушению краевой зоны вилочковой железы и вторичным иммунодефицитам.

Концентрация глюкокортикоидов поддерживается в течение более или менее длительных периодов времени на постоянном уровне за счет специальных регуляторных механизмов, хотя существуют циркадные колебания. Например, у человека продукция кортизола максимальна в утренние часы и снижена ночью. Около 90% глюкокортикоидов связано с белками крови.

Регуляция секреции глюкокортикоидов. Схема регуляции секреции глюкокортикоидов такова. Кортиколиберин, образованный в гипофизотропной зоне гипоталамуса (см. разд. 6.2), поступает в гипофиз и вызывает выделение АКТГ. Последний доставляется кровью к коре надпочечника, где он стимулирует синтез и секрецию глюкокортикоидов (рис. 6.20). Введение АКТГ крысе уже через 2 мин приводит к увеличению уровня глюкокортикоидов. Секреция кортиколиберина в гипофизотропной зоне гипоталамуса находится под контролем автономной нервной системы. Кроме того, глюкокортикоиды по механизму отрицательной обратной связи подавляют его образование.

Рис. 6.20 Секреция глюкокортикоидов и их действие

Так, введение глюкокортикоидов в гипофизотропную зону вызывает снижение секреции АКТГ. Секреция АКТГ изменяется также при инъекции стероидов в аденогипофиз. Очевидно, что в гипофизотропной зоне и в гипофизе располагаются рецепторы глюкокортикоидов. Возможно, АКТГ способен и непосредственно ингибировать свою собственную выработку через так называемую короткую цепь обратной связи. При этом этот гормон влияет на функцию нейросекреторных клеток, вырабатывающих либерин.

Патофизиология. Из анализа эффектов глюкокортикоидов следует, что повышение и снижение выработки этих гормонов приводят к серьезным нарушениям функций организма. В результате повышенного содержания кортизола наблюдаются ожирение, гипергликемия, усиленный распад белков (катаболическое действие), задержка воды и хлорида натрия в организме (отеки), гипертензия, пониженная резистентность.

При недостаточности функции коры надпочечников, снижении выработки кортикостероидов развивается тяжелое состояние - аддисонова (бронзовая) болезнь. Она характеризуется гиперпигментацией кожи и слизистых оболочек (бронзовый оттенок), ослаблением сердечной мышцы, артериальной гипотензией, повышенной утомляемостью, восприимчивостью к инфекциям, нарушениями водно-солевого обмена.