Основные проявления гипо- и гипертиреоза

Органы и системы организации	Гипотиреоз	Гипертиреоз
Основной обмен   Жировой обмен	Отставание в росте Снижение Гиперхолестеринемия	Отрицательный азотный баланс Повышение Гипохолестеринемия
ЦНС	Задержка умственного развития   Психическая и физическая вялость   Сонливость Чувствительность к холоду	Часто ускорение психических процессов Беспокойство, возбуждение, тревога, гиперкинез Бессонница Чувствительность к теплу
Сердечно-сосудистая система	Снижение минутного объема Повышение артериального давления, (повышение периферического сопротивления), брадикардия Снижение силы сердечных сокращений Увеличение времени оборота крови (т.е. замедление кровообращения)	Повышение минутного объема Повышение пульсового давления, (повышение силы изгнания крови из сердца) Тахикардия, сердцебиения   Уменьшение времени оборота крови (т.е. ускорение кровообращения)
Кожа	Сухая, отечная, холодная	Влажная, горячая, потливость
Желудочно-кишечный тракт	Гипофагия Запор Снижение скорости всасывания глюкозы	Гиперфагия Частый стул и позывы Повышение скорости всасывания глюкозы
Мышцы	Слабость (низкий синтез) Ослабление тонуса	Мышечная слабость (катаболизм) Фибриллярные подергивания, тремор
Иммунологические механизмы	Повышение восприимчивости к инфекции	Повышение восприимчивости к инфекции (связанное с повышенным распадом белков)
Масса тела	Повышается	Снижается
Ткани	Снижение QO2 печени, почек, мышц и т.д. Нормальное QO2 мозга, семенников, сетчатки глаза и т.д. Снижение чувствительности некоторых тканей к адреналину	Повышение QO2 тех же тканей   Нормальное QO2 тех же тканей   Потенцирование эффектов адреналина тиронинами
Органеллы	Уменьшение числа β-рецепторов на плазматической мембране	Увеличение числа β-рецепторов на плазматической мембране
Ферменты	Снижение активности окислительных ферментов на единицу массы митохондрий     Снижение активности Na^+, K^+- АТФазы, НАДФ-малатдегидрогеназы, α-ГФДГ и др.	Повышение активности окислительных ферментов у животных, хронически получающих тиреоидные препараты Повышение активности Na^+, K^+- АТФазы и др.

 

 

Заболевания щитовидной железы

Довольно часто у пациентов с заболеваниями щитовидной железы имеется зоб - увеличение органа выше допустимых значений (нормальный объем у мужчин - 9 - 25 мл, у женщин - 9-18 мл; может быть определен с помощью ультразвукового исследования). В норме щитовидная железа несколько увеличивается в подростковом возрасте, при беременности, а также после наступлении менопаузы. В зависимости от того, увеличивается весь орган или отдельная его часть, различают соответственно диффузный или узловой зоб. Гиперфункция ЩЖ сопровождает базедову болезнь, гипофункция – микседему.

 

Йоддефицитное заболевание (эндемический зоб)

Йоддефицитные заболевания включают патологические состояния, связанные с нарушением функции щитовидной железы, обусловленной снижением потребления йода. Наиболее часто в этой группе заболеваний встречается увеличение щитовидной железы, которое развивается вследствие йодной недостаточности у лиц, проживающих в йоддефицитных регионах. Йоддефицитной или эндемичной по зобу считается местность в случае, если распространенность увеличения щитовидной железы достигает 5% и более среди детей и подростков или 30% и более среди взрослых, проживающих в данной географической зоне.

Суточная потребность в йоде составляет 150-250 мкг (в странах Европы до 300 мкг/ сут, а в США – 400-500 мкг/сут и более). При поступлении йода ниже 100 мкг в день развивается компенсаторное увеличение щитовидной железы.

Для йоддефицитного зоба характерно: 1) повышение более чем на 50% поглощения радиоактивного йода в течение 24 ч; 2) низкая экскреция йода с мочой, составляющая менее 50 мкг/л или за 24 ч; 3) повышенный ответ ТТГ на стимуляцию тиреолиберином. Основная роль в этиологии йоддефицитного зоба отводится йодной недостаточности, однако пермиссивное значение имеют и другие факторы (условия жизни населения, культурный и социальный уровень, количество микроэлементов, принимаемых с пищей, и др). Усилению проявления йодной недостаточности способствует снижение таких микроэлементов, как кобальт, медь, цинк, молибден и др.

Увеличение щитовидной железы объясняется ее компенсаторной гиперплазией в ответ на низкое поступление йода в организм, недостаточное для нормальной секреции тиреоидных гормонов. В ответ на снижение уровня тиреоидных гормонов в крови наблюдается повышение секреции ТТГ, которое является причиной вначале диффузной гиперплазии железы, а затем и развития узловых форм зоба. Если в норме в щитовидной железе приходится 500 мкг йода на 1 г ткани, то при йоддефицитном зобе – 100 мкг йода на 1 г ткани.

Основная роль в профилактике йоддефицитных состояний принадлежит организации мероприятий по дополнительному поступлению йода с продуктами питания. В первую очередь это снабжение населения йодированной солью с концентрацией йода в ней при легкой йодной недостаточности 10-25 мг/кг и при йодной недостаточности средней тяжести – 25-40 мг/кг (групповая профилактика). Индивидуальная профилактика включает назначение антиструмина или других таблетированных препаратов йода, чтобы поступление йода в сутки составляло не менее 150-200 мкг. Единственное неудобство применения таблетированных препаратов йода – это необходимость их постоянного приема. В последние годы с учетом этого разработаны новые формы препаратов, содержащих йод.

Уменьшение поступления йода ведет к уменьшению гормонообразования. Это же происходит, если ослабляется или нарушается усвоение йода. Некоторые вещества естественные (содержащиеся в капусте, репе, сое, брюкве), так и синтезированные (производные тиомочевины, тиоурацила и т.д.) угнетают гормонообразование.

Этиологическим фактором может быть и повышение содержания тиреостатических веществ как содержащихся в природе, так и образующихся иногда в процессах производственной деятельности. Например, тиоцианида (капуста, репа) в кормах, брюкве. В растениях эти соединения содержатся в неактивной форме. Попав в кишечник животного, они переходят в активную форму. Подобные тиреостатические соединения переходят в молоко коров, получающих указанные растения с кормом, а с молоком эти агенты попадают к человеку и при определенных условиях вызывают зобную болезнь.

Кальцитонин образуется в парафолликулярных клетках (С-клетки), которые несколько крупнее фолликулярных и содержат большое ядро, митохондрии, хорошо развитый комплекс Гольджи и ряд нежных гранул, содержащих гормон, который высвобождается в ответ на гиперкальциемию. У человека кальцитонии синтезируется не только в щитовидной железе, но также в вилочковой и околощитовидных железах.

Кальцитонин — полипептидный гормон, состоящий из 32 аминокислот. Основная функция гормона состоит в торможении резорбции кости, осуществляемая остеокластами. На остеокластах имеются рецепторы к кальцитонину, который, взаимодействуя с ними, в течение минут, приводит к уменьшению размеров остеокластов, уменьшении их активности и как следствие – уменьшению резорбция кости и увеличению поступления кальция в кость.

Кроме основного действия на кость и поддержания нормального уровня кальция в сыворотке крови, кальцитонин оказывает действие на почки. Клетки проксимального канальца имеют рецепторы к кальцитонину. Последний умеренно тормозит реабсорбцию фосфата и кальция и увеличивает натрийурез.

Метаболизм кальция и поддержание нормального уровня кальция в сыворотке крови тесно связаны с метаболизмом фосфата и магния. Эти минералы имеют общую регуляцию в поддержании нормального их уровня в сыворотке крови, всасывания в кишечнике, реабсорбции и экскреции в почках и метаболизма в кости.

Стимулом для синтеза и секреции кальцитонина является повышение уровня кальция в сыворотке крови. Кроме того, стимуляторами секреции кальцитонина являются катехоламины, осуществляющие свое действие через β-адренергические рецепторы. При этом в качестве вторичного посредника используется цАМФ. При этом гормон тормозит выход органических веществ из костного матрикса, равно как и минеральных компонентов кости. Это приводит к снижению уровня гидроксипролина, кальция и фосфата (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Основные эффекты кальцитонина.

 

ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Паращитовидные железы представлены двумя парами (верхние и нижние) небольших телец, прилежащих к задней поверхности щитовидной железы (рис. 8.1). Впервые описана в 1880 г. Сандстремом.

 

 

Рис. 8.1. Расположение паращитовидных желез.

В железах различают главные, ацидофильные и переходные между этими видами (транзиторные) паратироциты. Основным видом являются главные клетки, цитоплазма которых богата гликогеном и липидами. Ацидофильные клетки, различные по форме, но крупнее главных клеток, имеют гранулированную цитоплазму и не содержат гликогена, ядра небольшие, темные. Паратгормон секретируют как главные, так и ацидофильные клетки. Паратгормон в первую очередь действует на обмен кальция и фосфора. Кальций и фосфор присутствуют в организме главным образов в виде нерастворимого фосфора кальция лишь небольшая их часть присутствует в виде соответствующих ионов, растворенных в жидкостях тела. Произведение концентраций ионов кальция и фосфата есть величина постоянная. Изменение в крови концентрации одного из этих ионов в каком-то определенном направлении будет сопровождаться изменением концентрации второго иона в противоположном направлении.

Физиологическая активность паратгормона проявляется совершенно определенными изменениями. Прежде всего, резко усиливается выведение фосфата с мочой. Это продолжается в течение часа после введения паратгормона; в результате концентрация фосфата в плазме падает. Такой эффект обусловлен снижением способности почечных канальцев к реабсорбции этого иона. Одновременно начинает возрастать концентрация кальция в крови, достигая своего максимума через 12-18 ч. После однократного введения паратгормона. Усиливается также выведение кальция с мочой, однако гораздо позже. После удаления паращитовидных желез все эти симптомы развиваются в обратной последовательности.

Паратгормон действует на костную ткань, вызывая ее растворение с последующей мобилизацией ионов кальция, и именно в этом состоит первичный эффект данного гормона.

Непосредственное действие на кость было продемонстрировано Гайяром in vitro в культуре тканей. Гайяр инкубировал в специально подобранной среде тонкие срезы костей черепа мыши; в этой среде наблюдалось разрастание костной ткани. В это время и вводили чистый гормон. В результате в кости возникали деструктивные изменения, сходные поражениями костей у больных с гиперфункцией паращитовидных желез. Аналогичные изменения отмечались также в культуре костной ткани, в которую помещали свежие паращитовидные железы.

Паратгормон представляет собой простую полипептидную цепь, состоящую из 84 аминокислотных остатков.

Паратгормон взаимодействует с мембранными рецепторами, что приводит к активации аденилатциклазы и повышению цАМФ как в крови, так и в моче. Основная функция паратгормона заключается в поддержании постоянного уровня ионизированного кальция в крови, и эту функцию он выполняет наряду с кальцитонином, влияя на кости, почки и посредством витамина D₃ — на кишечник. Также оказывает влияние на обмен фосфора и магния (рис. 8.2).

 

 

Рис. 8.2. Механизмы действия паратгормона.

 

Количество паратгормона, высвобождающегося из паращитовидных желез, зависит непосредственно от концентрации кальция в крови, поступающей к железам. Если содержание кальция в крови снижается, то железы реагируют на это усиленной секрецией паратгормона, т.е. в данном случае идет о системе с простой отрицательной обратной связью.

Действия паратгормона на костную ткань. Гормон лействует не только на остеокласт, но и остеобласт.

Действие паратгормона на кость характеризуется двумя фазами: ранней, проявляющейся мобилизацией кальция из костей с восстановлением его уровня во внеклеточной жидкости, и поздней, когда наряду с резорбцией кости наблюдаются процессы образования новых ее клеток, сочетающиеся с повышенным синтезом лизосомальных ферментов в остеокластах, участвующих в процессах резорбции кости. В механизме действия паратгормона участвуют ионы кальция. При длительном избытке паратгормона наблюдается не только деминерализация костной ткани, но и деструкция матрикса, что сопровождается повышением содержания гидроксипролина в плазме крови и экскреции его с мочой. Активированные остеокласты синтезируют повышенное количество коллагеназы и других ферментов, участвующих в деструкции матрикса, например кислой фосфатазы. Это сопровождается образованием новой костной ткани и увеличением минерализации кости, вследствие активации остеобластов.

Действие паратгормона на почки. В этом органе паратгормон оказывает два эффекта: с одной стороны, угнетает реабсорбцию фосфатов в проксимальных канальцах, что ведет к фосфатурии и гипофосфатемии, с другой — увеличивает реабсорбцию кальция в дистальных канальцах, т.е. уменьшает экскрецию кальция. Однако при длительной гиперсекреции паратгормона (аденома паращитовидных желез) развивается такая значительная гиперкальциемия, которая, несмотря на повышение реабсорбции кальция, приводит к гиперкальцийурии. Паратгормон снижает реабсорбцию бикарбонатов (рис.8.3).

Рассматривая действие паратгормона на почки, можно заметить, что усиленное выведение фосфата в жидкостях тела влечет за собой уменьшение его количества в крови; это как бы «освобождает» в растворе место для ионов кальция, и происходит его мобилизация из костной ткани. Таким образом, становится возможным повышение концентрации ионов кальция в плазме в соответствии с соотношением [Са]·[Р]=К.

 

 

Рис. 8.3. Механизм действия паратгормона на почки.

Стрелки, направленные вверх, означают повышение, а направленные вниз – снижение реабсорбции ионов в почечных канальцах.

 

Наряду с паратгормоном и кальцитонином в поддержании фосфорно-кальциевого гомеостаза большое значение имеет витамин D₃. Витамин D₃, воздействуя на всасывание кальция в кишечнике, приводит к повышению концентрации кальция и фосфата в крови. На это изменение состава крови паращитовидные железы реагируют снижением секреции паратгормона, в результате чего уменьшается экскреция фосфата с мочой. Таким образом, если в организме достаточно витамина D₃, неважно, эндогенного (кожа) или экзогенного (пища), то будет всасываться достаточно кальция и фосфата для роста и обновления костной ткани.

 

Роль кальция в организме и его регуляция

Кальций является жизненно важным катионом, выполняет в организме самые разнообразные функции, участвуя во многих процессах жизнедеятельности, как на уровне клетки, так и на уровне внеклеточных систем (рис. 8.4). В крови он присутствует в двух формах – неионизированной (содержание в сыворотке крови составляет 2,25— 2,55 нмоль/л (9—10 мг/100 мл)) и ионизированной (1,2 ммоль/л (4,8 мг/100 мл)). Ионизированный Са²⁺ активен, неионизированный – не активен, связан с белками плазмы.

 

 

Рис. 8.4. Функции кальция в организме.

Ионам кальция принадлежала важная роль в биологических процессах еще задолго до появления в эволюции костного скелета. У человека поддержание внеклеточной концентрации ионов кальция в узких пределах имеет важнейшее значение для функционирования многих тканей. В скелетной и сердечной мышце перемещение ионов Са²⁺ между цитозолем и саркоплазматическим ретикулумом необходимо для сокращения и расслабления (сопряжение между возбуждением и сокращением). При слишком высокой концентрации ионов Са²⁺ в крови могут возникать аритмия и фибрилляция желудочков сердца. При низком содержании Са²⁺ в среде возбудимость скелетной мышцы возрастает, а при высоком – угнетается. Эти эффекты обусловлены изменением нейромышечной возбудимости и лежат в основе мышечных спазмов и резкой гиперрефлексии, наблюдаемых при гипокальциемической тетании. Издавна одним из проявлений гипокальциемической тетании считается положительный симптом Хвостека: подергивание мышц лица при надавливании на лицевой нерв в углу нижней челюсти. Са²⁺ необходим для секретной активности практически всех эндо- и экзокринных железистых клеток (сопряжение стимула и секреции). Ионы кальция играют ключевую роль и в процессе свертывания крови. Выше подчеркивалось значение Са²⁺ в качестве второго посредника (с участием или без участия кальмодулина). Отмечалась и роль Са²⁺ в кругообороте полифосфоинозитолов и его активирующее действие на протеинкиназу С. Внутриклеточные эффекты Са²⁺ либо аналогичны таковыми цАМФ, либо противоположны. В любом случае Са²⁺ занимает важнейшее место в функционировании многих гормональных механизмов, а также центральных и периферических нейронов. Помимо регуляторной активности, Са²⁺ – основной компонент костного скелета.

Концентрация кальция в сыворотке крови является жестким параметром, поэтому регулируется с высокой точностью; она меняется в очень узких пределах. Изменение концентрации Са²⁺ всего на 1% приводит в действие гомеостатические механизмы. При ее снижении паращитовидные железы увеличивают секрецию паратгормона, в то время как активность парафолликулярных клеток щитовидной железы, продуцирующих кальцитонин, ингибируется. Напротив, при повышении концентрации кальция секретируется кальцитонин, а активность паращитовидных желез снижается. Паратгормон повышает уровень кальция в крови, действуя на кости, кишечник и почки. Кальцитонин снижает ее, действуя главным образом на кости.

Сам кальций, являющийся объектом контроля, выступает в роли положительного (кальцитонин) или отрицательного (паратгормон) сигнала собственной регуляции (рис.8.5).

 

Рис. 8.5. Регуляция уровня кальция в крови.

Важное значение в гомеостазе Са²⁺ играет витамин D.

D₃ может образовываться в коже из 7-дегидротахистерина при освещении ультрафиолетом. Синтезирующееся в коже соединение D₃ разносится кровью по всему организму; при этом оно оказывает определенное физиологическое воздействие на некоторые ткани. Таким образом, вещество D₃ соответствует всем критериям гормона. Однако эндогенно D₃ часто бывает недостаточно из-за того, что значительная часть поверхности тела, как правило, закрыта одеждой, из-за скудости солнечного освещения во многих географических районах земного шара и из-за загрязнения атмосферы примесями, задерживающими ультрафиолетовые лучи. Таким образом, человек все больше и больше зависит от экзогенных источников этого вещества (особенно богаты им рыбья печень, яйца и коровье масло). Поэтому соединение D₃ рассматривают также как витамин.

При гиповитаминозе D количество кальция и фосфата в организме оказывается недостаточным для кальцификации костей, что служит причиной развития рахита у детей. Однако концентрация кальция в крови и в этих условиях поддерживается почти на нормальном уровне за счет костной ткани. Этот эффект обусловлен действием паратгормона, который при недостаточном поступлении кальция в организм начинает вырабатываться в большом количестве. Витамин D при введении в больших дозах имитирует эффект самого паратгормона – иначе говоря, происходит мобилизация кальция из костной ткани и интенсификация экскреции фосфата почками. Поэтому витамин D можно использовать для лечения гипопаратиреоза – синдрома, при котором секреция паратгормона снижена. Гипопаратиреоз может возникнуть в результате случайного удаления паращитовидных желез при хирургической операции по поводу зоба. Передозировка витамина D, в частности при профилактике рахита у грудных детей, может вызывать нарушение роста костей и обмена кальция.

Железы, контролирующие гомеостаз кальция, получают информацию об изменениях его концентрации и соответствующим образом на нее реагируют (рис. 8.6).

 

Рис. 8.6. Гормональная регуляция гомеостаза Са²⁺.

 

Иными словами, когда избыточный уровень кальция нормализуется, исчезнет сигнал, активирующий кальцитонинсекретирующие клетки и тормозящий активность клеток паращитовидных желез. Когда же корригируется гипокальциемия, секреторные клетки получают противоположные сигналы.

 

ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Биология полового размножения отличается от биологии особи тем, что у каждого члена репродуктивной единицы регулируются функции, комплементарные функциям другого или других членов. Например, гаметогенез происходит у особей и мужского и женского пола. Хотя эти процессы у обоих полов имеют некоторое сходство, они в то же время существенно различаются. Тем не менее, они комплементарны, поскольку созревание гамет, анатомические структуры, обеспечивающие их встречу, механизмы имплантации и развития оплодотворенной яйцеклетки — все это совместный вклад всех трех членов репродуктивной единицы в одно общее дело.

Рис. 9.1. Пример репродуктивной единицы.

 

По существу эндокринология размножения занимается проблемой продолжения рода и гомеостатическим регулированием популяций. Внимание человека и общества к вопросам полового размножения наглядно проявляется во всей мировой истории, искусстве и литературе, не говоря уже об экономике, политике и религии. Огромное число людей имеет детей, тогда как другие предпринимают колоссальные усилия для предотвращения деторождения. Изучение биологии размножения создает основу для выяснения причин бесплодия с одной стороны, и регуляции рождаемости – с другой.

Мужские половые железы