Страница:
Леонид Витальевич Рудницкий
Заболевания щитовидной железы
Глава 1. Понятие о железах внутренней секреции, гормонах и нейроэндокринной регуляции
Железы внутренней секреции, к которым относится и щитовидная железа, гормоны, которые выделяют эти железы, а также заболевания, вызванные нарушением нейроэндокринной регуляции, изучает эндокринология. Слово «эндокринология» происходит от греческого endon– «внутри», crino – «выделяю» и logos – «учение».
Историческая справка
Первые упоминания о науке, изучающей эндокринные органы, относятся ко второй половине XIX века, хотя первые описания эндокринных болезней содержатся еще в трактатах философов и врачей Древнего Египта (1500 г. до н. э.), Древнего Китая и Индии.
В развитии эндокринологии можно выделить четыре этапа:
В 1830 г. немецкий физиолог и гистолог Д. Мюллер показал, что железы выполняют секреторную функцию, то есть функцию выработки специфических продуктов, необходимых для обеспечения жизнедеятельности организма.
Немецкий ученый А. Бертольд (1849) первым продемонстрировал действие «внутреннего секрета». Он экспериментально доказал, что подсадка семенников в брюшную полость петухам после их кастрации предотвращает развитие посткастрационного синдрома. Птицы сохраняли все свои мужские свойства: драчливость, рост гребней, голос и т. п.
В 1849 г. французский физиолог С. Броун-Секар отметил гибель животных (собак) после удаления надпочечников. Подобный эксперимент был проделан со щитовидной железой (Шифф, 1854).
Выдающийся французский физиолог Клод Бернар ввел термин «внутренняя секреция», полагая, что к таким железам относятся все органы, которые выделяют продукты своего обмена прямо в кровь. Ученый считал, что органы внутренней секреции помогают удерживать постоянство внутренней среды организма. Эта точка зрения соответствует теперешним представлениям о механизмах гуморальной регуляции. В 1855 г. Клод Бернар экспериментально установил регулирующее действие нервной системы на функцию эндокринных желез, вызвав повышение уровня сахара в крови уколом в дно IV желудочка мозга.
С именем упомянутого выше С. Броун-Секара связано и рождение метода гормонотерапии, хотя в то время еще не существовало понятия «гормон». В 1889 г. С. Броун-Секар на основании своих (в настоящее время дискредитированных) опытов по омоложению впервые четко сформулировал мысль о том, что железы выделяют в кровоток вещества, которые влияют на отдаленные органы. На заседании Парижского общества биологов ученый сообщил об омолаживающих свойствах вытяжки из половых желез. Опыты он проделывал на себе, впрыскивая под кожу вытяжку семенных желез. С. Броун-Секару шел тогда семьдесят второй год, и он считал, что именно этим инъекциям он обязан поразительным увеличением физических сил, усилением умственной работоспособности, улучшением деятельности желудочно-кишечного тракта и ряда других функций. Предположения ученого полностью не подтвердились, однако послужили поводом для применения гормонов в лечении эндокринных заболеваний.
Середина XIX века ознаменовалась появлением клинической эндокринологии. Р. Грейвсом (1835) и У. Базедовым (1840) была описана клиническая картина тиреотоксикоза, а Т. Аддисоном (1855) – хроническая надпочечниковая недостаточность. В 1890–1891 гг. Дж. Меринг и О. Минковский экспериментальным путем установили связь сахарного диабета с нарушением внутрисекреторной функции поджелудочной железы. Использование Меррей в 1891 г. ткани щитовидной железы для лечения микседемы явилось первым случаем успешной заместительной гормональной терапии.
В первой половине XX века было выделено в чистом виде большинство гормонов. Установление химической структуры гормонов позволило осуществить их синтез и получить аналоги, обладающие высокой биологической активностью.
В развитии эндокринологии можно выделить четыре этапа:
1) описательный;Известный итальянский морфолог Марчелло Маль-пиги, живший в XVII веке, среди различных органов человека заметил особые образования, получившие названия желез. Но их функция на протяжении двух столетий оставалась для ученых загадкой.
2) экспериментальный;
3) выделение гормонов в чистом виде и расшифровка их химической структуры;
4) синтез гормонов и получение их дериватов.
В 1830 г. немецкий физиолог и гистолог Д. Мюллер показал, что железы выполняют секреторную функцию, то есть функцию выработки специфических продуктов, необходимых для обеспечения жизнедеятельности организма.
Немецкий ученый А. Бертольд (1849) первым продемонстрировал действие «внутреннего секрета». Он экспериментально доказал, что подсадка семенников в брюшную полость петухам после их кастрации предотвращает развитие посткастрационного синдрома. Птицы сохраняли все свои мужские свойства: драчливость, рост гребней, голос и т. п.
В 1849 г. французский физиолог С. Броун-Секар отметил гибель животных (собак) после удаления надпочечников. Подобный эксперимент был проделан со щитовидной железой (Шифф, 1854).
Выдающийся французский физиолог Клод Бернар ввел термин «внутренняя секреция», полагая, что к таким железам относятся все органы, которые выделяют продукты своего обмена прямо в кровь. Ученый считал, что органы внутренней секреции помогают удерживать постоянство внутренней среды организма. Эта точка зрения соответствует теперешним представлениям о механизмах гуморальной регуляции. В 1855 г. Клод Бернар экспериментально установил регулирующее действие нервной системы на функцию эндокринных желез, вызвав повышение уровня сахара в крови уколом в дно IV желудочка мозга.
С именем упомянутого выше С. Броун-Секара связано и рождение метода гормонотерапии, хотя в то время еще не существовало понятия «гормон». В 1889 г. С. Броун-Секар на основании своих (в настоящее время дискредитированных) опытов по омоложению впервые четко сформулировал мысль о том, что железы выделяют в кровоток вещества, которые влияют на отдаленные органы. На заседании Парижского общества биологов ученый сообщил об омолаживающих свойствах вытяжки из половых желез. Опыты он проделывал на себе, впрыскивая под кожу вытяжку семенных желез. С. Броун-Секару шел тогда семьдесят второй год, и он считал, что именно этим инъекциям он обязан поразительным увеличением физических сил, усилением умственной работоспособности, улучшением деятельности желудочно-кишечного тракта и ряда других функций. Предположения ученого полностью не подтвердились, однако послужили поводом для применения гормонов в лечении эндокринных заболеваний.
Середина XIX века ознаменовалась появлением клинической эндокринологии. Р. Грейвсом (1835) и У. Базедовым (1840) была описана клиническая картина тиреотоксикоза, а Т. Аддисоном (1855) – хроническая надпочечниковая недостаточность. В 1890–1891 гг. Дж. Меринг и О. Минковский экспериментальным путем установили связь сахарного диабета с нарушением внутрисекреторной функции поджелудочной железы. Использование Меррей в 1891 г. ткани щитовидной железы для лечения микседемы явилось первым случаем успешной заместительной гормональной терапии.
В первой половине XX века было выделено в чистом виде большинство гормонов. Установление химической структуры гормонов позволило осуществить их синтез и получить аналоги, обладающие высокой биологической активностью.
Глава 2. Железы внутренней секреции, гормоны, механизмы их действия
Чтобы понять, как функционируют эндокринные органы, и в частности щитовидная железа, необходимо кратко рассмотреть механизм действия гормонов.
Железы внутренней секреции представляют собой специализированные органы, имеющие железистое строение. Различают железы только с внутренней секрецией (гипофиз, надпочечники, щитовидная железа, околощитовидные железы) и смешанные – с внутренней и внешней секрецией. Примером может служить поджелудочная железа. Ее внешняя секреция заключается в выработке пищеварительных ферментов, которые по специальному протоку поступают в двенадцатиперстную кишку, а внутренняя секреция состоит в том, что в специализированных бета-клетках панкреатических островков (Лангерганса) вырабатывается гормон инсулин, поступающий непосредственно в кровь и регулирующий уровень сахара в крови. Половые железы также осуществляют внутреннюю и внешнюю секрецию.
Название и расположение желез внутренней секреции, продуцируемые ими гормоны, химическая природа последних представлены в табл. 1.
Окончание табл. 1
Термин «гормон», в переводе с греческого означающий «возбуждаю», «побуждаю», был введен в практику Бейлиссом и Старлингом. В январе 1902 г. они провели свой знаменитый, ставший классическим опыт, который убедительно доказал участие гуморального фактора в регуляции секреторной деятельности поджелудочной железы. Бейлисс и Старлинг считали гормоном любое вещество, в норме продуцируемое клетками какой-либо части организма и переносимое кровью к отдаленным частям, на которые оно действует для блага организма в целом.
В настоящее время гормоны определяют как высокоактивные вещества, образующиеся в железах внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма. Их называют также химическими посредниками, которые секретируются непосредственно в кровоток специализированными клетками, способными синтезировать и высвобождать гормоны в ответ на специфические сигналы.
По химическому строению гормоны делятся на:
Гормоны отличаются от других биологически активных веществ следующими свойствами:
Дистанционный характер действия гормонов заключается в том, что точки приложения их действия располагаются обычно далеко от места образования гормона в эндокринной железе.
Гормоны отличаются строгой специфичностью действия. Это значит, что реакции органов, тканей и клеток на гормоны строго избирательны. Каждый гормон оказывает действие только в определенных органах и тканях, так называемых органах-мишенях (тканях-мишенях). Гормон узнает и взаимодействует со своим органом-мишенью потому, что в этих органах имеются особые соединения – рецепторы. Рецепторы – это информационные белковые молекулы, распознающие и трансформирующие гормональный сигнал в гормональное действие. К настоящему времени идентифицировано более 60 рецепторов. Для стероидов (гормонов коры надпочечников) и тиреоидных гормонов (гормонов щитовидной железы), легко проникающих через мембрану, рецепторные белки расположены внутри клетки. Рецепторы для белковых гормонов и катехоламинов, которые не могут пройти через клеточную мембрану, расположены на поверхности клетки.
Гипоталамус и гипофиз представляют собой единую систему управления периферическими эндокринными железами.
Гипоталамус – это часть мозга, обладающая свойствами нервной и эндокринной систем. В гипоталамус поступает обширный поток информации от органов чувств и внутренних органов. В состав нейросекреторных ядер гипоталамуса входят так называемые крупноклеточные и мелкоклеточные ядра. Первые выделяют гормоны окситоцин и вазопрессин, которые по нервным стволам транспортируются в заднюю долю гипофиза, накапливаются там и по мере надобности используются для регуляции деятельности почек и матки.
Регуляция деятельности гипофиза гормонами мелкоклеточных ядер гипоталамуса осуществляется по антагонистическому принципу. Одна группа факторов стимулирует выделение гормонов гипофиза (рилизинг-факторы, или либерины), а другая – тормозит (статины). Известны следующие факторы: кортиколиберин, стимулирующий секрецию адренокортикотропного гормона гипофиза; тиролиберин, усиливающий выделение тиреотропного гормона гипофиза; соматолиберин и соматостатин (первый стимулирует выделение соматотропного гормона гипофиза – гормона роста, а второй – тормозит); меланолиберин и меланоцитостатин и др.
Гипофиз является центральной эндокринной железой, в которой вырабатываются так называемые тропные гормоны, регулирующие функцию периферических желез. Это сложный эндокринный орган, расположенный в основании головного мозга – в так называемом турецком седле. Он состоит из аденогипофиза, большую часть которого составляет передняя доля железы, и нейрогипофиза, представленного его задней долей.
Периферические эндокринные железы делятся на две группы.
Первую составляют железы, функция которых регулируется тропными гормонами аденогипофиза. Их называют аденогипофиззависимыми железами, или железами-мишенями. К ним относятся щитовидная железа, корковое вещество надпочечников, эндокринные части половых желез. Взаимоотношения между аденогипофизом и железами-мишенями основываются на принципе «обратной связи». Например, аденогипофиз выделяет в кровь тиреотропный гормон, который стимулирует выделение гормона щитовидной железы – тироксина. Поступивший в кровь тироксин угнетает выделение тиреотропного гормона гипофиза.
Вторую группу эндокринных периферических желез составляют железы, функция которых не зависит от деятельности гипофиза. Эти железы называют аденогипофизнезависимыми. Они функционируют в автономном режиме. К ним относятся околощитовидные железы, эндокринная часть поджелудочной железы, мозговое вещество надпочечников, эндокринные клетки вилочковой железы.
В тимусе (вилочковой, или зобной, железе) вырабатываются гормоны тимозины и тимопоэтины – стимуляторы иммунных процессов.
Щитовидная железа продуцирует йодсодержащие гормоны: тироксин и трийодтиронин, а также тиреокальцитонин. Тироксин и трийодтиронин регулируют основной обмен, то есть тот уровень энергозатрат, который необходим для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя. Тиреокальцито-нин регулирует обмен кальция и фосфора.
В околощитовидных железах вырабатывается паратгормон, который также регулирует кальциевый и фосфорный обмен. Но если тиреокальцитонин щитовидной железы понижает содержание кальция в крови, то паратгормон околощитовидных желез повышает его. Антагонистические взаимоотношения между тиреокальцитонином и паратгормоном обеспечивают содержание кальция в крови на нужном для организма уровне.
Исключительно важна роль гормонов надпочечников. Это парные органы, расположенные над верхними полюсами почек. В надпочечниках различают корковое и мозговое вещество.
Корковое вещество выделяет группу стероидных гормонов, именуемую собирательным названием кортикостероиды. Три зоны коркового вещества специализированы на выделении различных гормонов. Клетки клубочковой зоны продуцируют минералокортикоиды: дезоксикортикостерон и альдостерон, регулирующие минеральный обмен. Пучковая зона вырабатывает глюкокортикоиды: кортизол и кортикостерон, осуществляющие регуляцию обмена белков, жиров и углеводов. В сетчатой зоне синтезируются некоторые предшественники мужских половых гормонов (андрогенов).
Мозговое вещество надпочечников выделяет в кровь катехоламины – адреналин и норадреналин. Норадреналин выступает в роли не только гормона, но и медиатора нервных процессов симпатического отдела нервной системы. Катехоламины обладают выраженным сосудосуживающим действием, повышая тем самым артериальное давление. Они участвуют в регуляции углеводного и жирового обмена, играют основную роль в адаптации организма во время стресса. Адреналин выделяется в ответ на самые разнообразные раздражители: страх, волнение, боль, радость. Его образно называют аварийным гормоном, гормоном эмоций, первым медиатором стресса.
В эндокринной части поджелудочной железы (островках Лангерганса) вырабатываются инсулин, глюкагон, соматостатин. Инсулин является важнейшим регулятором углеводного, а также жирового и белкового обмена. Глюкагон – это физиологический антагонист инсулина, а также стимулятор его секреции в присутствии глюкозы. Соматостатин подавляет секрецию инсулина, глюкагона и гормона роста. Нарушение секреции инсулина и глюкагона ведет к развитию такого тяжелого и распространенного заболевания, как сахарный диабет.
Половые железы продуцируют не только гормоны, но также и половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки). В семенниках (яичках) вырабатываются мужские половые гормоны – андрогены, главным из которых является тестостерон. Андрогены способствуют развитию первичных и вторичных мужских половых признаков. В яичниках синтезируются женские половые гормоны – эстрогены, отвечающие за формирование женских первичных и вторичных половых признаков, а также прогестерон – гормон, необходимый для нормального течения беременности. Выработка гормонов и половых клеток осуществляется под контролем гонадотропных гормонов аденогипофиза.
Почки, выполняя выделительную функцию, являются также и своеобразной эндокринной железой. Клетки так называемого юкстагломерулярного аппарата почек секретируют в кровь гормон ренин, участвующий в образовании ангиотензина II – активнейшего регулятора тонуса сосудов. В почках вырабатывается также эритропоэтин – гормон, стимулирующий образование эритроцитов в костном мозге.
Установлено, что и сердце является эндокринной железой. В предсердии синтезируется натрийуретический гормон, влияющий на выделение натрия почками.
Временно функционирующим эндокринным органом является плацента («детское место»). В ней вырабатываются гормоны, способствующие нормаль ному протеканию беременности.
В центральной нервной системе образуются особые вещества – нейроэн докринные пептиды (нейрогормоны) – эндорфины, энкефалины. Их называют «эндогенными опиатами» или морфиноподобными пептидами. Эти гормоны оказывают аналгезирующее (обезболивающее) действие и воспроизводят поведенческие эффекты морфина.
Единство и взаимосвязь нервных и эндокринных механизмов очень отчетливо прослеживаются на примере функционирования гипоталамо-гипофизарной системы. В настоящее время правильнее говорить не об эндокринной, а о нейроэндокринной системе организма.
Изложив общие представления о железах внутренней секреции, перейдем к главной цели нашего повествования – щитовидной железе.
Рис. 1. Схема расположения эндокринных органов
Эндокринную функцию организма обеспечивают системы, в которые входят:1) эндокринные железы, секретирующие гормоны;Эндокринная система поддерживает постоянство внутренней среды организма, необходимое для нормального течения физиологических процессов.
2) гормоны и различные пути их транспортировки;
3) соответствующие органы или ткани-мишени, отвечающие на действие гормонов.
Железы внутренней секреции представляют собой специализированные органы, имеющие железистое строение. Различают железы только с внутренней секрецией (гипофиз, надпочечники, щитовидная железа, околощитовидные железы) и смешанные – с внутренней и внешней секрецией. Примером может служить поджелудочная железа. Ее внешняя секреция заключается в выработке пищеварительных ферментов, которые по специальному протоку поступают в двенадцатиперстную кишку, а внутренняя секреция состоит в том, что в специализированных бета-клетках панкреатических островков (Лангерганса) вырабатывается гормон инсулин, поступающий непосредственно в кровь и регулирующий уровень сахара в крови. Половые железы также осуществляют внутреннюю и внешнюю секрецию.
Название и расположение желез внутренней секреции, продуцируемые ими гормоны, химическая природа последних представлены в табл. 1.
Таблица 1. Гормоны желез внутренней секреции (Потемкин В. В., 1986)
Окончание табл. 1
Термин «гормон», в переводе с греческого означающий «возбуждаю», «побуждаю», был введен в практику Бейлиссом и Старлингом. В январе 1902 г. они провели свой знаменитый, ставший классическим опыт, который убедительно доказал участие гуморального фактора в регуляции секреторной деятельности поджелудочной железы. Бейлисс и Старлинг считали гормоном любое вещество, в норме продуцируемое клетками какой-либо части организма и переносимое кровью к отдаленным частям, на которые оно действует для блага организма в целом.
В настоящее время гормоны определяют как высокоактивные вещества, образующиеся в железах внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма. Их называют также химическими посредниками, которые секретируются непосредственно в кровоток специализированными клетками, способными синтезировать и высвобождать гормоны в ответ на специфические сигналы.
По химическому строению гормоны делятся на:
1) гормоны – производные аминокислот;По физиологическому действию гормоны делят на пусковые и исполнители. К пусковым гормонам (активаторам деятельности других эндокринных желез) относятся нейрогормоны гипоталамуса и тропные гормоны гипофиза. Гормоны-исполнители оказывают непосредственное действие на основные функции организма.
2) белковые и полипептидные гормоны;
3) стероидные гормоны.
Гормоны отличаются от других биологически активных веществ следующими свойствами:
1) очень высокой биологической активностью;Высокая биологическая активность гормонов характеризуется тем, что, находясь в крови в ничтожно малых количествах, они оказывают выраженное действие.
2) дистанционным характером действия;
3) строгой специфичностью.
Дистанционный характер действия гормонов заключается в том, что точки приложения их действия располагаются обычно далеко от места образования гормона в эндокринной железе.
Гормоны отличаются строгой специфичностью действия. Это значит, что реакции органов, тканей и клеток на гормоны строго избирательны. Каждый гормон оказывает действие только в определенных органах и тканях, так называемых органах-мишенях (тканях-мишенях). Гормон узнает и взаимодействует со своим органом-мишенью потому, что в этих органах имеются особые соединения – рецепторы. Рецепторы – это информационные белковые молекулы, распознающие и трансформирующие гормональный сигнал в гормональное действие. К настоящему времени идентифицировано более 60 рецепторов. Для стероидов (гормонов коры надпочечников) и тиреоидных гормонов (гормонов щитовидной железы), легко проникающих через мембрану, рецепторные белки расположены внутри клетки. Рецепторы для белковых гормонов и катехоламинов, которые не могут пройти через клеточную мембрану, расположены на поверхности клетки.
Гипоталамус и гипофиз представляют собой единую систему управления периферическими эндокринными железами.
Гипоталамус – это часть мозга, обладающая свойствами нервной и эндокринной систем. В гипоталамус поступает обширный поток информации от органов чувств и внутренних органов. В состав нейросекреторных ядер гипоталамуса входят так называемые крупноклеточные и мелкоклеточные ядра. Первые выделяют гормоны окситоцин и вазопрессин, которые по нервным стволам транспортируются в заднюю долю гипофиза, накапливаются там и по мере надобности используются для регуляции деятельности почек и матки.
Рис. 2. Схема регуляции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы
Иные функции выполняют мелкоклеточные ядра гипоталамуса. Они способны вырабатывать так называемые рилизинг-гормоны, или, правильнее, рилизинг-факторы (разрешающие факторы). Рилизинг-факторы по венозной системе достигают гипофиза и регулируют выделение гормонов последнего.Регуляция деятельности гипофиза гормонами мелкоклеточных ядер гипоталамуса осуществляется по антагонистическому принципу. Одна группа факторов стимулирует выделение гормонов гипофиза (рилизинг-факторы, или либерины), а другая – тормозит (статины). Известны следующие факторы: кортиколиберин, стимулирующий секрецию адренокортикотропного гормона гипофиза; тиролиберин, усиливающий выделение тиреотропного гормона гипофиза; соматолиберин и соматостатин (первый стимулирует выделение соматотропного гормона гипофиза – гормона роста, а второй – тормозит); меланолиберин и меланоцитостатин и др.
Гипофиз является центральной эндокринной железой, в которой вырабатываются так называемые тропные гормоны, регулирующие функцию периферических желез. Это сложный эндокринный орган, расположенный в основании головного мозга – в так называемом турецком седле. Он состоит из аденогипофиза, большую часть которого составляет передняя доля железы, и нейрогипофиза, представленного его задней долей.
В передней доле (аденогипофизе) вырабатываются тропные гормоны:В задней доле гипофиза (нейрогипофизе) скапливаются вазопрессин и окситоцин. Вазопрессин, или антидиуретический гормон, регулирует водный обмен и тонус сосудов. Окситоцин повышает тонус гладкой мускулатуры матки, регулирует родовой акт и выделение молока грудными железами.
• гормон роста, который регулирует процессы роста организма, синтеза белка, глюкозы и распада жира;
• кортикотропин, стимулирующий синтез глюкокортикоидов в коре надпочечников;
• тиреотропин – стимулятор синтеза тиреоидных гормонов щитовидной железы;
• гонадотропин, фолликулотропин, регулирующие синтез мужских и женских половых гормонов;
• пролактин – гормон, регулирующий лактацию.
Периферические эндокринные железы делятся на две группы.
Первую составляют железы, функция которых регулируется тропными гормонами аденогипофиза. Их называют аденогипофиззависимыми железами, или железами-мишенями. К ним относятся щитовидная железа, корковое вещество надпочечников, эндокринные части половых желез. Взаимоотношения между аденогипофизом и железами-мишенями основываются на принципе «обратной связи». Например, аденогипофиз выделяет в кровь тиреотропный гормон, который стимулирует выделение гормона щитовидной железы – тироксина. Поступивший в кровь тироксин угнетает выделение тиреотропного гормона гипофиза.
Вторую группу эндокринных периферических желез составляют железы, функция которых не зависит от деятельности гипофиза. Эти железы называют аденогипофизнезависимыми. Они функционируют в автономном режиме. К ним относятся околощитовидные железы, эндокринная часть поджелудочной железы, мозговое вещество надпочечников, эндокринные клетки вилочковой железы.
В тимусе (вилочковой, или зобной, железе) вырабатываются гормоны тимозины и тимопоэтины – стимуляторы иммунных процессов.
Щитовидная железа продуцирует йодсодержащие гормоны: тироксин и трийодтиронин, а также тиреокальцитонин. Тироксин и трийодтиронин регулируют основной обмен, то есть тот уровень энергозатрат, который необходим для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя. Тиреокальцито-нин регулирует обмен кальция и фосфора.
В околощитовидных железах вырабатывается паратгормон, который также регулирует кальциевый и фосфорный обмен. Но если тиреокальцитонин щитовидной железы понижает содержание кальция в крови, то паратгормон околощитовидных желез повышает его. Антагонистические взаимоотношения между тиреокальцитонином и паратгормоном обеспечивают содержание кальция в крови на нужном для организма уровне.
Исключительно важна роль гормонов надпочечников. Это парные органы, расположенные над верхними полюсами почек. В надпочечниках различают корковое и мозговое вещество.
Корковое вещество выделяет группу стероидных гормонов, именуемую собирательным названием кортикостероиды. Три зоны коркового вещества специализированы на выделении различных гормонов. Клетки клубочковой зоны продуцируют минералокортикоиды: дезоксикортикостерон и альдостерон, регулирующие минеральный обмен. Пучковая зона вырабатывает глюкокортикоиды: кортизол и кортикостерон, осуществляющие регуляцию обмена белков, жиров и углеводов. В сетчатой зоне синтезируются некоторые предшественники мужских половых гормонов (андрогенов).
Мозговое вещество надпочечников выделяет в кровь катехоламины – адреналин и норадреналин. Норадреналин выступает в роли не только гормона, но и медиатора нервных процессов симпатического отдела нервной системы. Катехоламины обладают выраженным сосудосуживающим действием, повышая тем самым артериальное давление. Они участвуют в регуляции углеводного и жирового обмена, играют основную роль в адаптации организма во время стресса. Адреналин выделяется в ответ на самые разнообразные раздражители: страх, волнение, боль, радость. Его образно называют аварийным гормоном, гормоном эмоций, первым медиатором стресса.
В эндокринной части поджелудочной железы (островках Лангерганса) вырабатываются инсулин, глюкагон, соматостатин. Инсулин является важнейшим регулятором углеводного, а также жирового и белкового обмена. Глюкагон – это физиологический антагонист инсулина, а также стимулятор его секреции в присутствии глюкозы. Соматостатин подавляет секрецию инсулина, глюкагона и гормона роста. Нарушение секреции инсулина и глюкагона ведет к развитию такого тяжелого и распространенного заболевания, как сахарный диабет.
Половые железы продуцируют не только гормоны, но также и половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки). В семенниках (яичках) вырабатываются мужские половые гормоны – андрогены, главным из которых является тестостерон. Андрогены способствуют развитию первичных и вторичных мужских половых признаков. В яичниках синтезируются женские половые гормоны – эстрогены, отвечающие за формирование женских первичных и вторичных половых признаков, а также прогестерон – гормон, необходимый для нормального течения беременности. Выработка гормонов и половых клеток осуществляется под контролем гонадотропных гормонов аденогипофиза.
Почки, выполняя выделительную функцию, являются также и своеобразной эндокринной железой. Клетки так называемого юкстагломерулярного аппарата почек секретируют в кровь гормон ренин, участвующий в образовании ангиотензина II – активнейшего регулятора тонуса сосудов. В почках вырабатывается также эритропоэтин – гормон, стимулирующий образование эритроцитов в костном мозге.
Установлено, что и сердце является эндокринной железой. В предсердии синтезируется натрийуретический гормон, влияющий на выделение натрия почками.
Временно функционирующим эндокринным органом является плацента («детское место»). В ней вырабатываются гормоны, способствующие нормаль ному протеканию беременности.
В центральной нервной системе образуются особые вещества – нейроэн докринные пептиды (нейрогормоны) – эндорфины, энкефалины. Их называют «эндогенными опиатами» или морфиноподобными пептидами. Эти гормоны оказывают аналгезирующее (обезболивающее) действие и воспроизводят поведенческие эффекты морфина.
Единство и взаимосвязь нервных и эндокринных механизмов очень отчетливо прослеживаются на примере функционирования гипоталамо-гипофизарной системы. В настоящее время правильнее говорить не об эндокринной, а о нейроэндокринной системе организма.
Изложив общие представления о железах внутренней секреции, перейдем к главной цели нашего повествования – щитовидной железе.
Глава 3. Щитовидная железа
Краткие анатомо-физиологические данные
Щитовидная железа известна с древних времен. Существовали описания зоба и кретинизма, но авторы этих описаний не связывали заболевание с расстройством функции щитовидной железы. Древние китайцы с успехом лечили кретинизм золой морских водорослей, содержащей йод.
Краткое морфологическое описание железы дал Га-лен (II в. н. э.), который считал ее частью голосового аппарата. Более подробно щитовидная железа была изучена Везалием (1543). Щитовидной эту железу назвал Вар-тон (1656), исходя из ее формы. Долгое время значение щитовидной железы в жизнедеятельности организма было предметом различных толкований. Считали, что она вырабатывает «смазывающие» вещества для органов шеи, или рассматривали железу как сосудистый шунт, который препятствует поступлению избытка крови в головной мозг.
Современные представления о щитовидной железе начали складываться в XIX в. Концепция о внутренней секреции, осуществляемой железой, была сформулирована Кингом в 1836 г. Была осуществлена тиреоидэктомия (удаление железы) у собак (Шифф, 1856), описан кретинизм у лиц, лишенных щитовидной железы (Карлинг, 1850) и кретиноидное состояние у пожилых женщин (Галл, 1874). Позднее болезнь Галла была названа микседемой (Орд, 1880). Возникновение такого состояния после удаления железы по поводу зоба впервые было отмечено в 1883 г. (Кохер и братья Ревердины).
На связь между йодом и деятельностью щитовидной железы было впервые указано Бауманом в 1896 г. Он установил, что этот элемент концентрируется в щитовидной железе. В 1891–1892 гг. предложена заместительная терапия тканью щитовидной железы при микседеме (Меррей, Фокс, Маккензи).
Природа гормонов, вырабатываемых щитовидной железой, была установлена в 1915 г., когда Кендалл выделил из ткани железы и получил в кристаллическом виде тиреоидный гормон тироксин. Позднее Харингтон и Баргер (1927) расшифровали структуру тироксина и осуществили его синтез. Вопрос о природе гормонов щитовидной железы был поставлен вновь, когда Гросс и Пит-Риверс (1952) открыли в железе и плазме крови соединение с тремя атомами йода – трийодтиронин. Это вещество по физиологическому действию оказалось более сильным и быстродействующим, чем тетрайодтиронин (тироксин).
Краткое морфологическое описание железы дал Га-лен (II в. н. э.), который считал ее частью голосового аппарата. Более подробно щитовидная железа была изучена Везалием (1543). Щитовидной эту железу назвал Вар-тон (1656), исходя из ее формы. Долгое время значение щитовидной железы в жизнедеятельности организма было предметом различных толкований. Считали, что она вырабатывает «смазывающие» вещества для органов шеи, или рассматривали железу как сосудистый шунт, который препятствует поступлению избытка крови в головной мозг.
Современные представления о щитовидной железе начали складываться в XIX в. Концепция о внутренней секреции, осуществляемой железой, была сформулирована Кингом в 1836 г. Была осуществлена тиреоидэктомия (удаление железы) у собак (Шифф, 1856), описан кретинизм у лиц, лишенных щитовидной железы (Карлинг, 1850) и кретиноидное состояние у пожилых женщин (Галл, 1874). Позднее болезнь Галла была названа микседемой (Орд, 1880). Возникновение такого состояния после удаления железы по поводу зоба впервые было отмечено в 1883 г. (Кохер и братья Ревердины).
На связь между йодом и деятельностью щитовидной железы было впервые указано Бауманом в 1896 г. Он установил, что этот элемент концентрируется в щитовидной железе. В 1891–1892 гг. предложена заместительная терапия тканью щитовидной железы при микседеме (Меррей, Фокс, Маккензи).
Природа гормонов, вырабатываемых щитовидной железой, была установлена в 1915 г., когда Кендалл выделил из ткани железы и получил в кристаллическом виде тиреоидный гормон тироксин. Позднее Харингтон и Баргер (1927) расшифровали структуру тироксина и осуществили его синтез. Вопрос о природе гормонов щитовидной железы был поставлен вновь, когда Гросс и Пит-Риверс (1952) открыли в железе и плазме крови соединение с тремя атомами йода – трийодтиронин. Это вещество по физиологическому действию оказалось более сильным и быстродействующим, чем тетрайодтиронин (тироксин).
Структура щитовидной железы
Щитовидная железа – небольшой орган, расположенный на передней поверхности шеи в нижней ее части. Она состоит из двух долей, расположенных вдоль боковых частей дыхательного горла. Как правило, правая доля железы больше левой. Доли связаны перешейком, лежащим на передней поверхности трахеи (рис. 3).
Щитовидная железа у взрослого весит в среднем 16–30 г, но ее вес в ряде случаев может колебаться и в более значительных пределах – от 5 до 50 г. У новорожденного щитовидная железа весит 1 г. К году ее вес увеличивается вдвое, а к 25 годам – в 20 раз. Особенно бурный рост щитовидной железы отмечается в возрасте 12–15 лет. С возрастом размеры щитовидной железы уменьшаются. У женщин она, как правило, больше, чем у мужчин.
В настоящее время учитывается объем щитовидной железы. По данным ультразвукового исследования, он должен составлять 25 мл у мужчин и 18 мл у женщин.
Микроскопически дольки состоят из множества пузырьков – фолликулов. Фолликулы – это замкнутые полые образования разнообразной формы. Стенки их образованы клетками, которые вырабатывают густую слизистую жидкость желтоватого цвета – коллоид.
Наиболее мелкие фолликулы щитовидной железы имеют диаметр от 0,03 до 0,1 мм; их средний размер 0,15 мм, но иногда они могут достигать 1 мм в диаметре.
Различают следующие виды клеток щитовидной железы:
Рис. 3. Щитовидная железа
Щитовидная железа обычно имеет форму бабочки с распростертыми крыльями или подковы. Длина боковых долей составляет 4–6 см, ширина 2–4 см, а толщина 1,5–2 см. В норме размер каждой доли железы не должен превышать размера концевой фаланги большого пальца обследуемого. Ширина перешейка около 1 см. Примерно в одной трети случаев от перешейка отходит кверху пирамидальный отросток, который может простираться до подъязычной кости. Иногда перешеек отсутствует, и боковые доли соединяются между собой соединительнотканной перемычкой.Щитовидная железа у взрослого весит в среднем 16–30 г, но ее вес в ряде случаев может колебаться и в более значительных пределах – от 5 до 50 г. У новорожденного щитовидная железа весит 1 г. К году ее вес увеличивается вдвое, а к 25 годам – в 20 раз. Особенно бурный рост щитовидной железы отмечается в возрасте 12–15 лет. С возрастом размеры щитовидной железы уменьшаются. У женщин она, как правило, больше, чем у мужчин.
В настоящее время учитывается объем щитовидной железы. По данным ультразвукового исследования, он должен составлять 25 мл у мужчин и 18 мл у женщин.
Микроскопически дольки состоят из множества пузырьков – фолликулов. Фолликулы – это замкнутые полые образования разнообразной формы. Стенки их образованы клетками, которые вырабатывают густую слизистую жидкость желтоватого цвета – коллоид.
Наиболее мелкие фолликулы щитовидной железы имеют диаметр от 0,03 до 0,1 мм; их средний размер 0,15 мм, но иногда они могут достигать 1 мм в диаметре.
Рис. 4. Строение щитовидной железы
На поперечном размере железы наиболее крупные фолликулы можно видеть невооруженным глазом.Различают следующие виды клеток щитовидной железы:
• А-клетки – тиреоциты (синоним: клетки фолликулярного эпителия щитовидной железы), синтезирующие тиреоидные гормоны.
• В-клетки – измененные А-клетки (синонимы: клетки Гюртле-Ашкенази, клетки Ашкенази, онкоциты, оксифильные клетки). Отсутствуют в нормальной ткани щитовидной железы и появляются при некоторых заболеваниях.
• С-клетки – клетки, синтезирующие кальцитонин (синонимы: парафолликулярные клетки, К-клетки).
Гормоны щитовидной железы
Щитовидная железа как эндокринный орган продуцирует три гормона:
Одним из условий, обеспечивающих нормальную функцию щитовидной железы, следует считать регулярное поступление йода в организм. Суточная потребность человека в йоде составляет 150–200 мкг. Организм получает йод в основном с пищей – растительной (около 58 %) и животной (около 33 %), и в меньшей мере с водой (около 4,2 %) и вдыхаемым воздухом (до 4,8 %).
В кишечнике йод отщепляется от пищевых продуктов и в виде йодидов (NaI, KI) поступает в кровь. Щитовидная железа обладает способностью захватывать йо-дид, несмотря на то что концентрация йода в щитовидной железе во много раз больше, чем в крови.
В синтезе тиреоидных гормонов может участвовать только чистый элементарный йод. Йодид в щитовидной железе прежде подвергается окислению и превращается в элементарный йод. Это окисление происходит при участии окислительных ферментов пероксидазы и цитохромоксидазы. Широко применяемые для лечения диффузного токсического зоба тиреостатические препараты (метилтиоурацил, мерказолил) оказывают терапевтическое действие, угнетая активность окислительных ферментов и блокируя образование тиреоидных гормонов. Процесс поступления йодидов в щитовидную железу и их окисление в элементарный йод стимулируют тиреотропный гормон гипофиза.
Собственно образование гормонов щитовидной железы начинается с йодизации – включения йода в аминокислоту тирозин. При включении одного атома йода образуется монойодтирозин, а при включении двух атомов йода – дийодтирозин. Моно– и дийодтирозин еще не обладают свойствами гормонов. Следующим этапом является слияние, конденсация двух молекул дийодтирозина, или моно– и дийодтирозина, и образование тиронинов. Тиронины являются гормонами щитовидной железы. При слиянии двух молекул дийодтирозина образуется тетрайодтиронин (тироксин, Т4); при конденсации ди– и монойодтирозина – гормон трийодтиронин (Т3).
Под влиянием специфических ферментов одновременно происходит процесс дейодирования, заключающийся в отщеплении от моно– и дийодтирозина молекулярного йода. Последний вновь поступает во внутренний кругооборот и в конечном счете используется в биосинтезе тироксина и трийодтиронина.
Коллоид фолликулов содержит специфический белок – тиреоглобулин. Тиреоглобулин выполняет функцию акцепторной молекулы, на которой синтезируются и запасаются тиреоидные гормоны. Биосинтез йодсодержащих гормонов совершается внутри молекулы тиреоглобулина. Треоглобулин представляет собой гликопротеид с молекулярной массой около 600 000 дальтон, размеры которого настолько велики, что это препятствует попаданию его в кровь из интактной щитовидной железы. Лишь при ее патологии, сопровождающейся утратой целостности клеток, тиреоглобулин может попасть в общий кровоток.
• тироксин;Тироксин и трийодтиронин – йодсодержащие гормоны, синтез их тесно связан с обменом йода в организме.
• трийодтиронин;
• тиреокальцитонин.
Одним из условий, обеспечивающих нормальную функцию щитовидной железы, следует считать регулярное поступление йода в организм. Суточная потребность человека в йоде составляет 150–200 мкг. Организм получает йод в основном с пищей – растительной (около 58 %) и животной (около 33 %), и в меньшей мере с водой (около 4,2 %) и вдыхаемым воздухом (до 4,8 %).
В кишечнике йод отщепляется от пищевых продуктов и в виде йодидов (NaI, KI) поступает в кровь. Щитовидная железа обладает способностью захватывать йо-дид, несмотря на то что концентрация йода в щитовидной железе во много раз больше, чем в крови.
В синтезе тиреоидных гормонов может участвовать только чистый элементарный йод. Йодид в щитовидной железе прежде подвергается окислению и превращается в элементарный йод. Это окисление происходит при участии окислительных ферментов пероксидазы и цитохромоксидазы. Широко применяемые для лечения диффузного токсического зоба тиреостатические препараты (метилтиоурацил, мерказолил) оказывают терапевтическое действие, угнетая активность окислительных ферментов и блокируя образование тиреоидных гормонов. Процесс поступления йодидов в щитовидную железу и их окисление в элементарный йод стимулируют тиреотропный гормон гипофиза.
Собственно образование гормонов щитовидной железы начинается с йодизации – включения йода в аминокислоту тирозин. При включении одного атома йода образуется монойодтирозин, а при включении двух атомов йода – дийодтирозин. Моно– и дийодтирозин еще не обладают свойствами гормонов. Следующим этапом является слияние, конденсация двух молекул дийодтирозина, или моно– и дийодтирозина, и образование тиронинов. Тиронины являются гормонами щитовидной железы. При слиянии двух молекул дийодтирозина образуется тетрайодтиронин (тироксин, Т4); при конденсации ди– и монойодтирозина – гормон трийодтиронин (Т3).
Под влиянием специфических ферментов одновременно происходит процесс дейодирования, заключающийся в отщеплении от моно– и дийодтирозина молекулярного йода. Последний вновь поступает во внутренний кругооборот и в конечном счете используется в биосинтезе тироксина и трийодтиронина.
Коллоид фолликулов содержит специфический белок – тиреоглобулин. Тиреоглобулин выполняет функцию акцепторной молекулы, на которой синтезируются и запасаются тиреоидные гормоны. Биосинтез йодсодержащих гормонов совершается внутри молекулы тиреоглобулина. Треоглобулин представляет собой гликопротеид с молекулярной массой около 600 000 дальтон, размеры которого настолько велики, что это препятствует попаданию его в кровь из интактной щитовидной железы. Лишь при ее патологии, сопровождающейся утратой целостности клеток, тиреоглобулин может попасть в общий кровоток.