Гипоталамо – гипофизарная система.

 

Гипофиз, будучи анатомически и функционально связанным с гипоталамическим отделом промежуточного мозга, выступает в роли связующего звена между железами внутренней секреции и центральной нервной системой. Этот тандем получил название гипоталамо–гипофизарной системы. Субстратом объединения нервной и эндокринной систем у высших позвоночных и человека являются секреторные нейроны, располагающиеся в ряде парных ядер (свыше 30 пар) переднего, среднего и заднего отдела гипоталамуса. Образующиеся в ядрах переднего гипоталамуса гормоны вазопрессин и окситоцин поступают в кровь через сосуды задней доли гипофиза. В среднем гипоталамусе вырабатываются аденогипофизотропные нейрогормоны, которые контролируют гормонообразующую функцию аденогипофиза. Они разделяются на либерины, стимулирующие продукцию гормонов передней и промежуточной долей гипофиза, и статины, угнетающие функции аденогипофиза.

Кроме трансгипофизарной регуляции деятельности желез внутренней секреции, существует и парагипофизарная. Последняя осуществляется посредством симпатических или парасимпатических нервов без опосредования гипофизом.

Следует отметить, что нейросекреторная деятельность гипоталамуса в свою очередь испытывает влияние высших отделов головного мозга, особенно лимбической системы, миндалевидных ядер, гиппокампа и, кроме того, эпифиза.

Нарушения гормонообразующей функции гипофиза могут носить весьма разнообразный характер и приводить к тяжелым расстройствам деятельности организма человека. Так, гиперсекреция АКТГ ведет к гипертрофии коры надпочечников с увеличением продукции глюкокортикоидов и минералокортикоидов. В то же время дефицит АКТГ вызывает эндокринную недостаточность надпочечников. Избыток гонадотропных гормонов приводит к преждевременному пубертату (половому созреванию): у девочек первая менструация наступает до 8,5 лет, у мальчиков до 10 летнего возраста появляются признаки маскулинизации. Недостаточность гонадотропинов приводит, как правило, к задержке или отсутствию полового созревания, недоразвитию вторичных половых признаков, дефектам гаметогенеза.

Гиперсекреция пролактина у детей вызывает задержку полового созревания, а у взрослых женщин приводит к нарушениям менструального цикла, у мужчин - к импотенции и снижению либидо. Причинами избытка пролактина могут быть опухоли гипофиза, нарушения в работе гипоталамо–гипофизарной системы, применение некоторых лекарств. Дефицит пролактина может быть причиной послеродовой недостаточности лактации.

При избыточной продукции соматотропного гормона, связанной либо с опухолью передней доли либо с ее гиперплазией (избыточным разрастанием тканей) в детском возрасте развивается гигантизм, когда рост превышает предел для людей данного пола (рис 38).

 

 

Рис.38. Нарушение роста гипофизарного происхожде ния (по Шерешевскому)

 

Слева – гипофизарный карлик 14 лет (рост 100 см); посредине – здоровый мальчик 14 лет; справа – больной гипофизарным гигантизмом 13 лет 10 месяцев (рост 186,8 см).

 

Таким приделом у мужчин принято считать рост до 200 см, а у женщин до 190 см. это идет в основном за счет удлинения конечностей. Физическая же сила таких гигантов оказывается даже меньше, чем у людей среднего роста. Половая способность рано угасает. Великанши характеризуются бесплодием отсутствием менструаций. При избыточной продукции соматотропного гормона у взрослых развивается акромегалия – заболевание, характеризующееся увеличением кистей рук и стоп, выступающими частями лица и увеличением некоторых внутренних органов. Больным приходится приобретать обувь и головной убор все большего размера. Скуловые и надбровные дуги у них увеличиваются в размерах, нос растет и становится мясистым, утолщаются губы, зубы отделяются широкими щелями, увеличивается язык. Вследствие, утолщения голосовых связок голос становится грубым и низким. Беспокоят сильные головные боли, резкая мышечная слабость, падение зрения. Половая потенция снижается, у женщин прекращается менструация.

Гигантизм и акромегалия имеют одну и ту же причину, поэтому у многих гигантов после 30 лет начинают появляться признаки акромегалии. Бывают случаи развития акромегалии в юношеском и даже детском возрасте.

При недоразвитии передней доли гипофиза или при разрушении опухолью, а также при некоторых патологических процессах перенесенных в период внутриутробного развития появляется гипофизарная карликовость (рост ниже 130 см.). Такие карлики не редко называемые лилипутами имеют пропорциональное телосложение и хорошо развитый интеллект. Их кожа сухая и дряблая, что придает им облик маленьких стариков.

При опухолях, состоящих из базофильных клеток аденогипофиза, развивается болезнь Иценко-Кушинга. Характерными симптомами ее являются: ожирение лица, шеи и туловища, гипертония, ослабление половой функции и понижение сопротивляемости организма острым инфекциям. Лицо у таких больных лунообразное, багрово - красного цвета (рис. 39). На ожиревшем животе видны багрово – красные рубцовые полосы. У женщин растут борода и усы, имеется рост волос так же на туловище и конечностях. В следствие остеопороза наблюдаются самопроизвольные переломы костей.

Рис.39. Болезнь Иценко-Кушинга у женщины 21 года (по Шерешевскому).

 

При снижении гормональной активности передней доли гипофиза развивается адипозо – генитальная дистрофия. Такая же картина может развиться и при поражении промежуточного мозга в области дна третьего желудочка. Это заболевание выражается в ожирении и понижении функций полового аппарата (рис. 40).

Рис.40. Адипозо – генитальная дистрофия у 22-летней женщины (по Шерешевскому). Рост 157см., вес тела 150 кг.

 

В случае разрушения гипофиза патологическим процессом, прекращающим выработку гормонов гипофиза, стимулирующих деятельность других эндокринных желез, развивается гипофизарная кахексия (рис. 41). Характерные симптомы этой болезни: чрезвычайно развитое похудение, преждевременная старость, уменьшение внутренних органов и инволюция полового аппарата. Заболевание быстро прогрессирует и в течение нескольких месяцев приводит к смерти. Болеют в основном женщины.

 

 

Рис. 41. Гипофизарная кахексия (по Цондеку). Справа – больная в возрасте 43 лет; слева – та же женщина до начала болезни.

Эпифиз.

Эпифиз (шишковидная железа, или верхний мозговой придаток) представляет собой дорсальный вырост промежуточного мозга. В эволюции впервые он появляется у круглоротых в виде специализированного светочувствительного образования под кожей в теменной области головы. У некоторых рыб и низкоорганизованных пресмыкающихся эпифиз характеризуется значительными размерами, сложностью строения и имеет вид пузырька. Клетки последнего расположены ближе к коже, вытянуты в длину и образуют своего рода линзу. Клетки противоположной стороны эпифизарного пузырька имеют характер светочувствительных элементов, а сам орган получил название «третьего (или теменного) глаза». Последний связан с мозгом ножкой и расположен под поверхностью черепа. У некоторых видов над ним имеется теменное отверстие. Кожа, покрывающая теменное отверстие, депигментирована и образует так называемое теменное пятно. Вопрос о том, являются ли эти образования рудиментами когда–то функционировавших органов или же представляют собой эволюционную попытку развития третьего глаза, в настоящее время остается нерешенным.

Размеры и микроскопическое строение эпифиза у животных различных классов чрезвычайно варьирует. Так, у птиц эпифиз имеет отчетливое железистое строение, а в его паренхиме присутствуют фолликулы. У некоторых плотоядных животных и грызунов для эпифиза характерно сплошное паренхиматозное строение. В то же время у рогатого скота эта железа, по-видимому, состоит из нейроглии. У человека и человекообразных обезьян эпифиз является паренхиматозным органом. У человека он небольшой (5-8мм), красновато – серого цвета, конической формы. Располагается между задними концами зрительных бугров и соединен с промежуточным мозгом полой ножкой, которая отходит от основания железы и направляется к крыше III – го желудочка. Паренхима эпифиза состоит из так называемых пинеалоцитов и интерстициальных (глиальных) клеток. Пинеалоциты в основном располагаются в центре железы. Они многоотростчатой формы и их отростки заканчиваются расширениями на кровеносных капиллярах, а также переплетаются с отростками глиальных клеток. С возрастом в эпифизе появляются так называемый «мозговой песок» (фосфатные и карбонатные соли). Снаружи эпифиз покрыт соединительной тканью мягкой мозговой оболочки, образующей капсулу. От последней в паренхиму в зрелом возрасте железы врастают соединительнотканные трабекулы, которые к пожилому возрасту разделяют железу на дольки.

В соединительно - тканной строме эпифиза проходят кровеносные сосуды и сплетение симпатических волокон. Отток крови из железы осуществляется в вены сосудистого сплетения III – го мозгового желудочка и в сосуды, впадающие в большую мозговую вену.

Пинеалоциты вырабатывают нейроамин – серотонин, который поступая в кровь, в них же превращается в мелатонин. Есть мнение, что он угнетает в гипоталамусе секрецию гонадолиберина и секрецию гонадотропных гормонов в аденогипофизе, вызывая тем самым подавление функций половых желез. У амфибий мелатонин вызывает сокращение меланофоров и кожа светлеет.

Следует отметить, что мелатонин синтезируется и секретируется преимуществено в ночные часы, а серотонин – преимущественно в дневные часы. Есть мнение, что эпифиз является одним из регуляторов циркадианных (околосуточных) ритмов в организме.

Половые железы.

 

Закладка половой системы в начальных стадиях эмбриогенеза протекает у обоих полов одинаково (индифферентная стадия), причем это происходит в тесном контакте с развитием выделительной системы.

На примере пресмыкающихся и птиц показано, что образование первичных половых клеток имеет прямую связь с энтодермой желточного мешка, располагающегося рядом с аллантоисом. Отсюда первичные половые клетки мигрируют по кровеносным сосудам в область половых валиков (зачатки гонад). У человека это происходит на третьей неделе эмбрионального развития. В самих гонадах первичные половые клетки обнаруживаются на 4 – й неделе развития в составе покровного целомического эпителия в тех его участках, которые покрывают медиальные стороны первичных почек. Опыт с пересадкой половых валиков в ранние сроки их развития (еще до появления в них первичных половых клеток и позднее – после их появления) свидетельствуют о первичной локализации этих клеток вне полового валика. Если создать исскуственную преграду для попадания первичных половых клеток в гонадные валики половые железы не разовьются.

Вначале гонады носят индифферентный характер и являются бипотентными. Индифферентные гонады состоят из заселяемого первичными половыми клетками коркового и мозгового вещества. Дальнейшие их развитие в семенники или яичники зависят от генотипа. У млекопитающих и человека развитие мужского пола детерминируется У–хромосомой, кодирующей фактор (Н – У – антиген), ответственный за дифференцировку мужского типа гонад из изначально индифферентных зачатков половых желез. При отсутствии этого фактора гонады развиваются в яичники. Внегонадные органы развиваются под действием половых гормонов.

Следующим этапом половой дифференцировки зародыша является становление морфологических признаков пола (соматического пола). У раннего зародыша имеется две пары половых протоков: одна пара – это мезонефральные (Вольфовы) протоки и вторая пара – парамезонефральные (Мюллеровы) протоки. Под влиянием гормона тестостерона, секретируемого семенниками плода, из Вольфовых протоков развиваются семявыносящие протоки, соединяющие семенники с мочеиспускательным каналом.

От действия тестостерона зависит также развитие сети яичка, семенных пузырьков, придатка семенника и предстательной железы. При этом Мюллеровы протоки дегенерируют под действием другого гормона семенников зародыша –­ мюллерова ингибирующего фактора. При отсутствии тестостерона и мюллерова ингибирующего фактора дегенерируют не Мюллеровы, а Вольфовы протоки. Мюллеровы протоки при этом развиваются в яйцеводы, матку и часть влагалища.

Наружные половые органы также закладываются в морфологически индифферентном виде, но в дальнейшем развиваются в мужские (под действием тестостерона) или женские (если влияние тестостерона отсутствует) гениталии.

При развитии яичников вначале формируется корковое вещество за счет врастания в них половых шнуров от эпителия, покрывающего половые валики (6-8-я недели эмбриогенеза). Позже появляется мозговое вещество. Врастающая в яичники мезенхима расчленяет половые шнуры на отдельные островки – первичные фолликулы с овогониями. Последние активно размножаются особенно на 3-4-м месяце эмбриогенеза. К семи месяцам внутриутробного развития митотическое деление овогоний прекращается, и они вступают в стадию роста, преобразуясь в овоциты I- го порядка. Вокруг них располагается фолликулярный эпителий и образуются так называемые примордиальные фолликулы. Сами овоциты I – го порядка вступают в профазу редукционного деления мейоза и находятся в ней вплоть до наступления периода полового созревания.

Считается, что в регуляции процессов структурной дифференцировки и функциональной активности яичника принимают участие 3 фактора: гонадотропные гормоны гипофиза матери, хориогонин плаценты и собственные гонадотропные гормоны гипофиза плода. Однако, вопрос о гормональной активности яичников плода и новорожденных решается неоднозначно. Одни исследователи выделяют так называемый нейтральный период детства (период покоя гормональной деятельности), большинство же склоняются к мнению, что этот период можно считать периодом покоя условно, т.к. у детей всех возрастов обнаруживаются признаки гормональных влияний, а в ряде работ доказана возможность функционирования гипофизарно-овариальной связи еще до полового созревания, в возрасте 5-6лет.

Период полового созревания характеризуется наступлением овуляций и появлением жёлтых тел, обладающих гормональной активностью. Включение этих гормонов в сложные соотношения с другими железами внутренней секреции – в первую очередь с гипофизом и щитовидной железой, – постепенно приводит к установлению эндокринного статуса, характерного для взрослых.

Семенники (или яички) – это мужские гонады, в которых происходит образование мужских половых клеток и мужских половых гормонов андрогенов. После стадии индифферентного зачатка, характерного и для развития яичников, часть половых шнуров преобразуется в семенные канальцы, а другая часть – в сеть семенника. Первичные половые клетки семенных канальцев преобразуются в сперматогонии. Между сперматогониями располагаются поддерживающие клетки. Они создают микросреду, необходимую для дифференцировки спермиогенного эпителия, и, кроме того, под действием фолликулостимулирующего гормона гипофиза секретируют фактор, стимулирующий деление половых клеток.

Между петлями семенных канальцев проходят прослойки соединительной ткани с кровеносными капиллярами, вблизи которых располагаются полигональной формы крупные клетки. Это инстерстициальные клетки Лейдига, которые под действием гонадотропинов секретируют мужской половой гормон тестостерон. Их гормонообразующая функция начинается примерно на 8-10-й неделе внутриутробного развития. Но еще до начала синтеза тестостерона в зародышевом семеннике начинается секреция андрогенов, принадлежащих к ингибинам. Уже на стадии индифферентных гонад выделяется ингибин, под влиянием которого происходит редукция Мюллерова протока. Приблизительно с середины эмбриогенеза происходит выработка второго ингибина, который угнетает деление гоноцитов и одновременно подавляет выделение гипофизом фолликулостимулирующего гормона. По мере приближения к периоду рождения у плода появляется ингибин, который не оказывает влияния на гонадоциты, но продолжает угнетать секрецию фолликулостимулирующего гомона гипофиза. Образующиеся в эмбриональном периоде сперматогонии начинают дифференцироваться в зрелые сперматозоиды только с наступлением периода полового созревания (пубертата).

Следует отметить, что эндокринная функция семенников устанавливается раньше, чем генеративная. Мужской половой гормон у человека начинает вырабатываться приблизительно с 8-10-й недели внутриутробного периода. Между семенными канальцами врастают кровеносные и лимфатические сосуды, в семенных канальцах располагается спермиогенный эпителий и поддерживающие клетки. Последние создают микросреду, необходимую для дифференцирующихся клеток спермиогенного эпителия. Кроме того, среди поддерживающих клеток, имеются клетки, продуцирующие ингибин – фактор, тормозящий выработку аденогипофизом фолликулостимулирующего гормона, а также клетки предуцирующие фактор, стимулирующий деление клеток спермиогенного эпителия. В рыхлой соединительной ткани между петлями извитых канальцев располагаются интерстициальные клетки Лейдига (сосредоточиваясь в основном вокруг сосудов). Они появляются уже у плодов, и секретируют у них тестостерон под контролем гонадотропинов (хориогонического гормона плаценты и гипофизарного). Образование и секреция тестостерона продолжается и в прочих периодах онтогенеза. Синтез и секрецию половых гормонов регулируют в постэмбриональном периоде гонадотропины гипофиза, находящиеся в свою очередь под контролем гонадолиберинов гипоталамуса.

Что касается процессов сперматогенеза, то размножение сперматогоний и последующие стадии образования сперматозоидов начинается только с наступлением полового созревания. До этого момента секреция тестостерона поддерживается на низком уровне. По мере приближения половой зрелости в гипоталамусе усиливается синтез гонадолиберина, активирующего секрецию гонадотропных гормонов гипофиза, и усиливается синтез тестостерона. В сою очередь вырабатываемые в яичке гормоны корректируют эндокринную деятельность гипоталамно–гипофизарной системы.

Мужские половые гормоны андрогены играют большую роль в формировании вторичных половых признаков у всех позвоночных, начиная с рыб. В экспериментах показано, что у кастрированных рыб из семейства зубастых карпов они вызывают у самок и самцов превращение анального плавника в гоноподий, служащий копулятивным органом. У кастрированных самцов лягушек андрогены вызывают развитие характерной мозоли у основании внутреннего пальца передних лап, а у самцов гребенчатого тритона рост гребня и развитие брачной окраски. У антилоп от мужского полового гормона зависит не только развитие рогов, но и более темная окраска шерсти самцов. С действием андрогенов связана яркая окраска кожи лица и седалищных мозолей у самцов некоторых видов обезьян, грива льва и ряд других мужских половых признаков.