Эндокринная функция эпифиза и тимуса реферат
Обновлено: 30.06.2024
Выполнила: ст. 205 группы
Парамонова Анна Михайловна
Проверила: канд. вет. наук
Ольга Николаевна Шушакова
Глава 1. Железы внутренней секреции и их гормоны…………………………………………4
Глава 2. Механизм действия гормонов…………………………………………………………5
Глава 3. Внутрисекреторная функция тимуса………………………………………………….6
Глава 4. Внутрисекреторная функция эпифиза………………………………………………. 8
Деятельность желез внутренней секреции играет основную роль в регуляции длительно протекающих процессов. Таких как обмена веществ; роста; умственного, физического и полового развития; приспособления организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды; обеспечение постоянства важнейших физиологический показателей (гомеостаза), а также в реакциях организма на стресс. При нарушении деятельности желез внутренней секреции возникают заболевания. Поэтому изучение строения и функционирования эндокринных желез очень важно. В настоящей работе были рассмотрены железы внутренней секреции животных и человека, их важная роль в регуляции процессов жизнедеятельности, а также связи с нервной системой.
В первой главе были рассмотрены основные железы внутренней секреции, а также гормоны, которые они выделают. Отмечено, что позвоночные животные имеют более десяти желез внутренней секреции, которые секретируют около пятидесяти гормонов и формируют эндокринную систему человека. Вторая глава посвящена механизму действия гормонов, который бывает трёх типов: мембранный, мембранно-внутриклеточный и внутриклеточный. В третьей главе подробно рассмотрен тимус. Отмечено, что эта железа участвует в формировании деятельности иммунной системы организма. Четвертая глава посвящена эпифизу и его внутрисекреторной функции. Отмечена важная роль этой железы в регуляции биологических процессов животных и человека. Вырабатываемые эпифизом гормоны влияют на годовые ритмы плодовитости и половой активности большинства млекопитающих.
Глава 1. Железы внутренней секреции и их гормоны.
собственно железы внутренней секреции, не имеющие других функций. Продуктами деятельности этих желез являются гормоны;
железы смешанной секреции, выполняющие наряду с эндокринной и другие функции: поджелудочная, вилочковая и половые железы, плацента (временная железа);
железистые клетки, локализующиеся в различных органах и тканях и секретирующие гормоноподобные вещества. Совокупность этих клеток образует диффузную эндокринную систему.
Существует несколько вариантов классификации гормонов. По химической природе гормоны подразделяются на три группы: полипептидные и белковые, стероидные и производные аминокислоты тирозина.
эффекторные, действующие непосредственно на органы-мишени;
тропные, которые вырабатываются в гипофизе и стимулируют синтез и выделение эффекторных гормонов;
регулирующие синтез тропных гормонов (либерины и статины), которые выделяются нейросекреторными клетками гипоталамуса.
Стероидные гормоны и производные аминокислот не обладают видовой специфичностью и оказывают одинаковое действие на животных разных видов. Белковые и пептидные гормоны обладают видовой специфичностью.
Есть среди них такие, что поражают своими размерами, построенные еще при древних цивилизациях, правители которых прекрасно осознавали силу воздействия их на человеческую психику. И сохранившиеся до наших дней, эти памятники продолжают поражать людей своей монументальной красотой. Пирамиды древнего Египта, истуканы на острове Пасхи, пирамиды Майя никого не могут оставить равнодушным.
Существуют и другого вида исторические памятники - это различные предметы повседневной жизни, которые иногда могут рассказать о своей эпохе много интересных деталей. Вот, например, в историческом музее с. Бородино, посвященном Бородинскому сражению, выставлено много вещей той поры, в частности офицерское обмундирование и коляска – двуколка. Нельзя не поразиться их размерам. Сегодня такой сюртук подойдет, пожалуй, только школьнику-подростку, а в коляске немыслимо представить взрослого мужчину. И понимаешь, насколько изменился человек за эти столетия, как он, в буквальном смысле этого слова, вырос.
С помощью памятников осуществляется незримая связь с предшествующими поколениями. Соприкасаясь с ними, понимаешь, что историю делают обыкновенные люди, которые тогда, так же как и мы сегодня, жили, любили, страдали. Именно памятники помогают в воспитании гордости за то место, откуда человек родом, и, одновременно с этим, помогают объективно оценивать исторические события. Поэтому так важно сохранять то, что имеем сегодня мы для будущих поколений.
Нежелание узнавать свое прошлое ведет к череде бесконечных ошибок и обедняет сознание и чувства человека. Для того, чтобы лучше понять сегодняшних людей, их образ жизни, поступки, привычки, всегда обращаются к их истокам. И поэтому существует такое множество экскурсионных туров по историческим местам во всех странах. Они включают в себя все знаковые места истории развития и становления.
Благодаря обширной территории и различным этническим культурам, наша страна полна разнообразными историческими памятниками. При посещении большинства городов, обратите внимание на то, что именно исторические памятники играют роль своеобразного центра, вокруг которого формируется общественное пространство.
Во многом отношение к историческим памятникам указывает на уровень развития людей. Чем образованнее общество, тем в нем более уважительное отношение к истории и к памятникам
Глава 2. Механизм действия гормонов.
Гормоны, секретируемые железами внутренней секреции, связываются с транспортными белками плазмы или в некоторых случаях адсорбируются на клетках крови и доставляются к органам и тканям, влияя на их функцию и обмен веществ. Некоторые органы и ткани обладают очень высокой чувствительностью к гормонам, поэтому их называют органами-мишенями или тканями–мишенями. Гормоны влияют буквально на все стороны обмена веществ, функции и структуры в организме.
Согласно современным представлениям, действие гормонов основано на стимуляции или угнетении каталитической функции определенных ферментов. Этот эффект достигается посредством активации или ингибирования уже имеющихся ферментов в клетках за счет ускорения их синтеза путём активации генов. Гормоны могут увеличивать или уменьшать проницаемость клеточных и субклеточных мембран для ферментов и других биологически активных веществ, благодаря чему облегчается или тормозится действие фермента.
Мембранный механизм . Гормон связывается с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет её проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов. В этом случае гормон выступает как эффектор транспортных средств мембраны. Такое действие оказывает инсулин, изменяя транспорт глюкозы. Но этот тип транспорта гормонов редко встречается в изолированном виде. Инсулин, например, обладает как мембранным, так и мембранно-внутриклеточным механизмом действия.
Мембранно-внутриклеточный механизм . По мембранно-внутриклеточному типу действуют гормоны, которые не проникают в клетку и поэтому влияют на обмен веществ через внутриклеточного химического посредника. К ним относят белково-пептидные гормоны (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желез, тиреокальцитонин щитовидной железы); производные аминокислот (гормоны мозгового слоя надпочечников – адреналин и норадреналин, щитовидной железы – тироксин, трийодтиронин).
Аденилатциклаза встроена в мембрану клетки и состоит из 3-х взаимосвязанных частей: рецепторной (R), представленной набором мембранных рецепторов, находящихся снаружи мембраны, сопрягающей (N), представленной особым N–белком, расположенным в липидном слое мембраны, и каталитической (C), являющейся ферментным белком, то есть собственно аденилатциклазой, которая превращает АТФ (аденозинтрифосфат) в ц-АМФ.
Аденилатциклаза работает по следующей схеме. Как только гормон связывается с рецептором (R) и образуется комплекс гормон - рецептор, происходит образование комплекса N– белок – ГТФ (гуанозинтрифосфат), который активирует каталитическую (С) часть аденилатцеклазы. Активация аденилатциклазы приводит к образованию ц-АМФ внутри клетки на внутренней поверхности мембраны из АТФ.
В цитоплазме клетки находятся неактивные протеинкиназы. Циклические нуклеотиды- ц-АМФ и ц-ГМФ- активируют протеинкиназы. Существуют ц-АМФ - зависимые и ц-ГМФ – зависимые протеинкиназы, которые активируются своим циклическим нуклеотидом. В зависимости от мембранного рецептора, связывающего определенный гормон, включается или аденилатцеклаза, или гуанилатцеклазаи соответственно происходит образование или ц-АМФ, или ц-ГМФ.
Через ц-АМФ действует большинство гормонов, а через ц-ГМФ - только окситоцин, тиреокальцитонин, инсулин и адреналин.
При помощи активированных протеинкиназ осуществляется два вида регуляции активности ферментов: активация уже имеющихся ферментов путем ковалентной модификации, то есть фосфолированием; изменение количества ферментного белка за счет изменения скорости его биосинтеза.
Внутриклеточный (цитозольный) механизм действия . Он характерен для стероидных гармонов (кортикостероидов, половых гормонов – андрогенов, эстрогенов и гестагенов). Стероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т.е. действует на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество информационной (матричной) РНК (м-РНК). Увеличение или уменьшение количества м-РНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки.
Глава 3. Внутрисекреторная функция тимуса.
Тимус (вилочковая железа) – это единственное внутреннее лимфоэпителиальное образование, в котором по морфологическим критериям выделяют 4 зоны: лимфопролиферативную или субкортикальную; внутреннюю коркового вещества; кортикомедуллярную границу; мозговое вещество. В корковом веществе основу функциональной стромы составляет эпителиальный циторетикулум и в меньшей степени мезенхимальные клетки. Наиболее функционально активные клетки присутствуют и в мозговом веществе. В целом цитоархитектоника тимуса призвана обеспечить контакт лимфоидных элементов, поступающих из костного мозга, и стромальных клеток, ответственных за их дальнейшее превращение.
Система иммунитета и его центральная железа – тимус тесно связаны с деятельностью нейроэндокринной системы организма. Известно модулирующее влияние вещества надпочечников и гонад – на интенсивность гормнопоэза в тимусе. В свою очередь, тимус оказывает влияние на функции этих эндокринных органов. После тимэктомии корковое вещество надпочечников гипертрофируется, а адреналэктомия снижает продукцию и повышает реализацию гормонов тимуса. Гормоны коркового вещества надпочечников необходимы для распределения тимических факторов между тимусом, селезёнкой и лимфоузлами (нормальное соотношение соответственно 3:2:1), которое после удаление надпочечников возможно лишь при комплексной заместительной терапии. Гормон мозгового вещества надпочечника адреналин вызывает инволюцию клеточного состава коркового и мозгового вещества тимуса.
Глава 4. Внутрисекреторная функция эпифиза.
Эпифиз млекопитающих – полноценный нейроэндокринный орган, продуцирующий нейрогормоны индольной природы – мелатонин и серотонин, а также полипептидные нейрогормоны, например вазотоцин. Известно, что серотонин под влиянием фемента гидроксииндол-О-метилтрансферазы превращается в мелатонин, причём этот процесс происходит в темноте (ночью), а синтез серотонина, напротив, на свету. Ферментов, лимитирующим скорость обьразования мелатонина, является N -ацетилтрансфераза ( NAT ). Молекулярные механизмы циркадного синтеза мелатонина путём ритмической транскрипции интенсивно излучаются. Если раньше мелатонин рассматривали в качестве главного гормона эпифиза, то новейшие исследования показываю, что мелатонин играет роль локального фактора в пределах самого эпифиза, а функционально активными гормонами являются пептиды, секретируемые в кровоток и спинномозговую жидкость.
Мелатонин в пинеалоцитах стимулирует включения аминокислот в белки, активирует систему микротрубочек и вызывает снижение числа секреторных гранул в отростках пинеалоцитов. Таким образом, сложные процессы биосинтеза различных биологически активных веществ в пинеалоцитах находятся под влиянием различных сигнальных молекул и нейрональных элементов. Анализ взаимоотношений эпифиза с гипоталамо-гипофизарной системой, основанной на результатах экспериментальной эпифизэктомии и гипофизэктомии, позволяет предположить существование и эпиталамо-эпифизарной системы как параллельного дублирующего механизма регуляции периферических эндокринных желез, которые присущи эпифизу только в экстремальных условиях.
Эндокринная система является важнейшей регуляторной системой, поддерживающей единство клеток и органов сложного многоклеточного организма и позволяющей ему функционировать как единое целое, эффективно адаптируясь к меняющимся условиям внешней среды.
Тимус – это центральный орган иммунной системы, который также выполняет эндокринные функции. Основные гормоны тимуса – тимопоэтин, тимулин и тимозины. Они влияют не только на процессы созрезавания тимус-зависимых лимфоцитов и механизмы иммунитета, но и на другие физиологические функции, например, минеральный обмен, процессы передачи импульсов в нервно-мышечных синапсах и т.д. В целом тимус рассматривают как орган интеграции функций иммунной и эндокринной системы.
Эпифиз млекопитающих в настоящее время рассматривают как полноценный нейроэндокринный орган, который продуцирует, в первую очередь, такие гормоны, как мелатонин и серотонин. Синтез этих гормонов определяется условиями освещенности, а сам эпифиз играет первостепенную роль в регуляции биологических ритмов всех уровней.
Таким образом, хотя расшифровка физиологического значения секреторных продуктов тимуса и эпифиза началась относительно недавно, сегодня не подлежит сомнению, что они занимают важное место в системе гормональной регуляции. Дальнейшие исследования этих желез внутренней секреции, очевидно, будут способствовать разработке новых подходов для терапии не только эндокринной патологии, но также нарушений иммунитета, репродуктивных процессов и др.
Половые гормоны вырабатываются в гонадах - половых железах:
у мужчин - в семенниках, у женщин - в яичниках. Гонады являются железами смешанной секреции. Половые гормоны необходимы для полового созревания и развития вторичных половых признаков. половые гормоны различаются по химическому строению:
1. Стероидные гормоны: а) Андрогены - тестостерон, андростерон, б) Эстрогены - эстрон, эстриол, эстрадиол, в) Прогестерон
2. Пептидные гормоны: а) мужские – ингибин, б) женские - релаксин
В норме в организме обеих полов образуются и мужские и женские половые гормоны.
Эффекты стероидных половых гормонов:
Андрогены в мужском организме вырабатываются в семенниках /в клетках Сертоли/, представлены тестостероном, который вызывает следующие эффекты: активирует синтез РНК, обеспечивает процессы половой дифференцировки в эмбриональном периоде, обеспечивает развитие первичных и вторичных мужских половых признаков, формирование структур ЦНС, обеспечивающих половое поведение, формирование структур ЦНС, обеспечивающих половые функции, генерализованное анаболическое действие, обеспечивающее рост скелета, мускулатуры тела, распределение подкожного жира, торможение катаболического действия глюкокортикоидов, регуляция сперматогенезе, участвуют в формировании полового поведения
Механизм действия:
Мужские половые гормоны обладают выраженным геномным действием.
Они являются сильным регулятором транскрипции и, как следствие, синтеза белков. Андрогены, наряду с важной ролью в реализации репродуктивной функции мужского организма, обладают выраженным анаболическим действием, которое значительно превышает таковое у других гормонов и поэтому используется в клинической практике.
22. Эндокринная функция эпифиза, тимуса, почек и сердца…
Вилочковая железа (тимус) со времени своего первого описания многократно рассматривался как эндокринная железа, несмотря на отсутствие каких-либо надежных сведений о ее эндокринной функции. В период полового созревания тимус подвергается обратному развитию. Тимус играет большую роль в обеспечении иммунокомпетентности организма и под его влиянием формируется лимфатическая система. В течение последних лет из тимуса был выделен ряд полипептидов - тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор и др., но достоверно выделен только тимозин. Тимозин способствует повышению реактивности организма, стимулирует эритро- и лимфопоэз. При избытке тимозина может отмечаться гиперплазия костного мозга. Участвует в дифференцировке Т-лимфоцитов, формировании их иммунокомпетентности. Остается не выясненным, отвечают ли критериям гормонов те полипептиды, которые продуцируются в вилочковой железе.
Эпифиз. Установлено, что в эпифизе образуется вещество, названное мелатонином, для секреции которого характерен выраженный циркадный ритм. Главная задача обеспечение биоритма эндокринных функций. Максимум секреции мелатонина приходится на ночное время. Избыток света тормозит образование мелатонина. Обеспечивает приспособление организма к разным условиям освещенности. Увеличение концентрации мелатонина в крови тормозит секрецию гонадотропинов, кортикотропина, тиреотроптна, сомототропина. При поражении эпифиза у детей возникает преждевременное половое созревание.
Эндокринная функция почек. Почки вырабатывают три соединения, обладающие гормональной активностью: 1) кальцитриол, 2) ренин, 3) эритропоэтин. Кальцитриол -является активным метаболитом витамина Д3. Основные эффекты: 1.активирует всасывание кальция и фосфатов в кишечнике /увеличивает синтез кальцийсвязывающих переносчиков в мембранах энтероцитов/, 2.активирует реадсорбцию кальция и фосфатов в канальцах почек, 3.стимулирует остеобласты, активирует включение кальция в костную ткань, усиливает минерализацию и рост костной ткани. Ренин- образуется в юкстагломерулярном аппарате почек/ЮГА/, который состоит из юкстагломерулярных клеток/ЮГК/, которые вырабатывают Р и многослойного эпителия, образующего так называемое плотное пятно-makula densa, которое является рецепторов для натрия в канальцах. Секреция ренина ЮГА регулируется 4 путями: 1.АД в приносящей артерии. Повышение/увеличение растяжения/-подавляет секрецию ренина, снижение/уменьшение растяжения/-стимулирует. 2.Концентрация натрия в моче дистального канальца, рецептируемая плотным пятном. Повышение концетрации натрия стимулирует секрецию ренина, понижение – тормозит. 3.Активация симпатических влияний н на ЮГК стимулирует секрецию ренина. 4.По принципу обратной связи /ангиотензин,альдостерон/. Ренин –является ферментом,который в плазме вызывает расщепление белка-ангиотензиногена/альфа глобулин, образуется в печени/ и образование ангиотензина I, который не обладает физиологической активностью, подвергается действию ангиотнзинпревращающего/-конвертирующего/ фермента(кининаза 2),при этом образуется октапептид - ангиотензин II, который обладает высокой физиологической активностью. В мембранах клеток имеются рецепторы к ангиотензину- ангиотензиновые рецепторы . Эффекты ангиотензина II : 1.Вызывае сильное сокращение артериол и мелких артерий.2.Активирует симпатическую нервную систему, способствуяосвобождению адреналина в синапсах. 3.Повышает сократимость миокарда. 4.Стимулирует секркцию альдостерона клубочковой зоной надпочечников. 5.Ослабляет клубочковую фильтрацию, усиливает реадсорбцию натрия в канальцах почек. 6.Способствует формированию чувства жажды и питьевого поведения. 7.Увеличивает артериальное давление. Существует единая ренин- ангиотензин-альдостероновая система, которая явлвется важным регулятором 1) системного и почечного кровотока, 2) объема циркулирующей крови, 3) водно-солевого обмена и питьевого поведения
Эндокринная функция сердца. Миоциты предсердий выделяют регуляторный пептид –атриопептид или предсердный натриуретический гормон. Физиологические эффекты: Сосудистые, Почечные. Сосудистые эффекты: Расслабление гладкой мускулатуры сосудов/вазодилятация/.Снижение АД. Повышение проницаемости гистогематических барьеров. Увеличение транспорта воды из крови в ткань. Почечные эффекты: Подавление реабсорбции натрия и хлора в канальцах. 2. Мощное повышение экскреции натрия/в 90 раз/ и хлора/50 раз/. Увеличение клубочковой фильтрации. Подавление реабсорбции воды. Усиление диуреза. Подавление секреции ренина. Ингибирование эффектов ангиотензина-2. Ингибирование эффектов альдостерона.
Вилочковая железа (тимус, зобная железа) в структурном отношении представляет собой комплексный орган, состоящий из стромы и регенеративной лимфоидной ткани. Строма составляет около 10% органа, она образована ретикулярными и эпителиальными клетками. Лимфоидные клетки большей частью находятся в состоянии митотической активности и являются смесью тимоцитов и мигрировавших сюда костномозговых клеток.
В эмбриологоическом аспекте тимус – один из первых эндокринных органов и первый лимфоидный орган. На 7-8 неделе эмбрионального развития лимфобластные клетки костного мозга заселяют вилочковую железу, и она становится основным продуцентом лимфоцитов и тимоцитов, которые поступают в кровь и другие лимфоидные органы не только в эмбриональном периоде развития, но и в течение всей жизни организма.
Особенности развития: Вилочковая железа появляется на 6 неделе внутриутробного развития в виде парного выпячивания 3 и 4 пар жаберных карманов. Паренхима тимуса развивается из эпителия кожного типа (прехордальная пластинка), а строма - из мезенхимы. Эпителиальные зачатки железы растут в каудальном направлении. Дистальная часть их утолщается, образуя тело железы, а проксимальная часть вытягивается в проток, который в дальнейшем исчезает.
Вилочковая железа имеет вид массивных эпителиальных тяжей, в течение двух месяцев образующих выросты в окружающую мезенхиму с кровеносными сосудами - зачаток железы становится дольчатым.
С 10 недели эпителий закладок приобретает рыхлую ретикулярную структуру. В петлях этой сети появляются крупные лимфоидные клетки, количество которых быстро увеличивается.
У 11 недельного плода в закладке долек тимуса различается корковое и мозговое вещество. И к 12 неделе в мозговом веществе появляются первые слоистые эпителиальные тельца (Гассаля). Вилочковая железа окончательно формируется раньше других лимфоидных органов (селезенка, лимфатические узлы) и к моменту рождения оказывается самым большим из них.
К этому моменту тимус характеризуется преобладанием коркового вещества над мозговым и обилием капилляров. Каждая долька содержит 4-8 крупных эпителиальных телец. Вилочковая железа ребенка 1-3 лет представлена дольками с равными по размеру мозговым и корковым слоями, при этом уменьшается число капилляров и увеличивается сеть крупных кровеносных сосудов.
Максимального развития вилочковая железа достигает к 3-4 годам - именно к этому времени детский организм встречается с основной массой окружающих его антигенов. После 20 лет происходит возрастная инволюция вилочковой железы : падает число лимфоцитов, постепенно исчезает корковое вещество, встречаются редкие мелкие тельца Гассаля, эпителиальный компонент замещается жировой тканью. Однако вилочковая железа полностью не атрофируется и участки коркового вещества, окруженные жировой и соединительной тканью, сохраняются до глубокой старости.
До недавнего времени считалось, что иммунорегуляторная функция вилочковой железы исчерпывается в перинатальном и раннем постнатальном периодах. В настоящее время, однако, доказано, что тимус и во взрослом организме не утрачивает своего значения. За последние 10 лет накоплено большое число исследований в отношении эндокринной функции зобной железы, изолированы многие её активные вещества, обладающие различным эффектом и степенью активности.
Взгляды о гормональной роли вилочковой железы в организме претерпели значительные изменения в зависимости от уровня наших знаний о её структуре и функциях. Вначале её относили полностью к эндокринной системе, затем – к лимфоидной. С развитием иммунологии и появлением доказательств первичной регуляторной функции вилочковой железы в иммунной реактивности, снова встал вопрос о гормональном механизме действия. Этот взгляд был подкреплен тем, что неонатальная тимэктомия вызывает не только изменения в иммунной активности, но и развитие так называемого Wasting-синдрома (синдрома истощения), что по существу является отражение замедленных метаболических процессов и отставания животного в физическом развитии и росте. Вывод о влиянии тимуса на процессы роста был сделан на основе того факта, что у новорожденных и молодых животных он имеет большие размеры по сравнению со взрослыми. Это связано с инволюцией (обратным развитием) вилочковой железы, которая сопровождается снижением количества эпителиальных клеток тимуса и, как следствие, снижением эндокринных свойств. Кроме того были описаны два вещества, изолированных из ткани железы, обладающих эффектом, стимулирующим и ингибирующим процессы роста (но это спорный вопрос). В любом случае вилочковая железа не может оказать влияния на рост без наличия соматотропного гормона, с другой стороны, при тимэктомии действие соматотропного гормона на рост значительно снижено.
Взаимодействие и взаимное влияние тимуса и гипофиза можно описать так:
Аденогипофиз- СТГ--> вилочковая железа -->T-лимфоциты
Исследование гуморальных функций вилочковой железы основывается на фактах, имеющих косвенные и прямые доказательства.
1. Прямые доказательства:
- имплантация тимэктомированным животным вилочковой железы, которая помещена в мелкопористые диффузионные мешочки
- трансплантация клеток вилочковой железы
- введение биологически активных экстрактов железы
- получение антител против тимозина (гормон вилочковой железы) и др.
За эффектом наблюдают по характеру иммунного ответа, быстрого или замедленного течения Wasting-синдрома.
2. Косвенные доказательства:
- Эффект тимэктомии (Wasting-синдром)
- Восстановление иммунной способности после тимэктомии путем имплантации полноценной вилочковой железы или её клеток
- Морфологические данные о секреции отдельными типами вилочковой железы телец Гассаля
- Взаимосвязь с другими эндокринными железами
- Изменения в метаболических процессах в следствие удаления вилочковой железы и др
Прямые и косвенные доказательства наличия эндокринных свойств тимуса явились причиной многочисленных опытов по изолированию гуморального фактора из железы. В таблице указаны лишь некоторые из этих факторов.
Основной метод исследования эндокринных функций тимуса–тимэктомия. Удаление железы у молодых животных неизменно сопровождается задержкой роста и генерализованным нарушением развития скелета. Кости становятся мягкими, искривляются и теряют прочность, затрудняется прорезывание зубов, происходит деформация челюстно-лицевого скелета, кроме того, животное становится более восприимчивым к банальным инфекциям. Установлено влияние ряда гормональных факторов вилочковой железы на секрецию и содержание в крови СТГ, ТТГ, АКТГ и тестостерона, а также тот факт, что тимус активирует процессы миелопоэза и лимфопоэза, воздействуя на класс клеток-предшественниц.
Микроскопические данные о секреции вилочковой железы.
Первые микроскопические данные, свидетельствующие о наличии секреторной функции вилочковой железы были опубликованы в 1963-1966 гг. Последующие исследования показали, что медуллярные клетки железы имеют характеристику железистых клеток. В корковой части железы эпителиальные клетки образуют тесную перегородку между инфильтрирующими лимфоцитами и содержат небольшое количество цитоплазматических органелл. В медуллярной части , где содержится меньше лимфоцитов , крупные эпителиальные клетки образуют островки и обладают рядом признаков секреции. С возрастом образуются кисты и очаги кистозной дегенерации-тельца Гасселя.
Существуют три типа цитоплазматических включений в медуллярных эпителиальных клетках ,которые можно принять за секреторные продукты.
1. Наиболее очевидным из них является аморфное ШИК-положительное вещество, которое можно обнаружить как интерацеллюлярно, так и экстрацеллюлярно.
2. Второй тип образований представляют вакуоли, содержащие аморфное вещество с характеристикой мукоидных частиц, сходное с тем , которое можно обнаружить в мукоидных клетках более низко стоящих позвоночных животных.
3. Третий вид образований представляют мелкие плотные гранулы , которые можно считать секреторными. Каждая гранула имеет собственную мембрану , как и другие секреторные гранулы ; они обычно располагаются вокруг пластинчатого комплекса (аппарат Гольджи) ; центрально располагающиеся гранулы имеют меньшую плотность , чем периферические.
Доказательством наличия секреторной функции эпителиальных клеток медуллярнго слоя вилочковой железы считают и ауторадиографические данные. Исследования K. Henry (1966) , S.L.Clark (1966,1968) показали , что эти клетки активно участвуют в синтезе сульфатного мукополисахарида , а быстрая инкорпорация сульфата и глюкозамина считается типичной для клеток , продуцирующих мукоидные вещества. В этих же исследованиях установлено, что радиоактивный лейцин, обычно обнаруживаемый в клетках, продуцирующих чисто белковые вещества, диффузно разбросан в вилочковой железе, преимущественно в лмфоцитах коркового слоя.
Полученные результаты показывают, что существует взаимоотношении между ШИК-положительным веществом в эпителиальных медуллярных клетках и количеством митозов лимфоцитов. Если это вещество принять за гормон вилочковой железы, то её можно считать ответственной за стимуляцию и пролиферацю лимфоцитов . Это предположение подкрепляет мнение D.Metkalf (1956,1966) о наличии лимфоцитостимулирующего фактора (ЛСФ) в сыворотке тимусного происхождения. Исследования вилочковой железы [Vetter S.J.,Macadam R.F., 1973] показывают, что эпителиальные клетки содержат цитоплазматические органеллы, типичные для секреторной функции, располагающиеся вокруг мембраны – круглые секреторные гранулы. Обнаруженная аваскулярная зона возле телец Гассаля дает основание авторам предположить, что секреторный продукт эпителиальных клеток имеет чисто интратимический характер.
Ультрамикроскопические исследования показали, что в пренатальном и постнатальном периодах эпителиальные клетки содержат большое количество везикул и альвеол, и нельзя исключить возможность, что эти клетки в морфологическом и генетическом отношении связаны с продукцией гуморальных веществ. Наличие признаков повышенной активности, пластинчатый комплекс и фенестрация сосудистых стенок в вилочковой железе дают основание считать, что она обладает железистой функцией.
Разносторонние исследования показали, что некоторые состояния, сопровождаемые изменениями функции вилочковой железы, проявляются в увеличении количества телец Гассаля и содержания ШИК- положительного вещества в них, увеличении числа ШИК- положительных лимфоцитов. Эти явления сопровождаются значительной реакцией и свидетельствуют о том, что тельца Гассаля обладают активной гуморально-продуктивной функцией
В ходе этих исследований были выделены два типа телец Гассаля:
- в тельца первого типа налицо электронно-микроскопические признаки секреторной функции эпителиальных клеток. Эти клетки характеризуются расширенной эргоплазматической цистерной, чсодержащей вещество умеренной электронной плотности и хорошо развитый комплекс Гольджи. В тельцах этого типа дегенеративные изменения встречаются только в их внутренней часит.
- Второй тип телец Гассаля показывает признаки корнификации. Клетки этого типа содеожат пучки тонофибрилл и островки мелкозернистого вещества, смазывающего картину клеточных органелл.
Эпителиальные клетки взаимосвязаны при помощи хорошо развитых десомсом в гассалевских клетках обоих типов.
Микроскопический данные о секреции медуллярных эпителиальных клеток вилочковой железы основываются на объективных микроскопических (световой микроскоп), электронно-микроскопических, гистохимических и ауторадиографических исследованиях. На основании результатов этих исследований авторы считают, что вилочковая железа обладает секретореной функцией, которая изучена главным образом в отношении лимфопоэза и иммуногенеза.
В статье представлен обзор литературы по современным научным фактам о функциях эпифиза и роли мелатонина в регуляции психофизиологических функций человека при различных функциональных состояниях.
2. Newberg A.B., Iversen J. The neural basis of the complex task of meditation: and neurochemical considerations // Medical Hypotheses. – 2003. – 62 (2). – P. 282-291.
3. Lуpez-Muсoz F., Molina J.D. An historical view of the pineal gland and mental disorders // Journal of Clinical Neuroscience. – 18. – 2011. – P. 1028–1037.
4. Liu C., Fukuhara C., Wessel III JH, et al. Localization of Aanat mRNA in the rat retina by fluorescence in situ hybridization and laser capture microdissection // Cell Tissue Res. – 2004. – 315. – Р. 197–201.
5. Bubenik G.A. Gastrointestinal melatonin: localization,function, and clinical relevance // Dig Dis Sci 2002. – 47, 23. – Р. 36–48.
6. Slominski A., Pisarchik A., Semak I., et al. Serotoninergic and melatoninergic systems are fully expressed in human skin // Fed Am Soc Eur Biol J. – 2002. – 16. – Р.896–898.
7. Champier J, Claustrat B, Besancon R, et al. Evidence for tryptophan hydroxylase and hydroxy-indol-O-methyl-transferase mRNAs in human blood platelets // Life Sci. – 1997. – 60. – 2191–2197.
8. Cardinali D.P., Ladizesky M.G., Boggio V., et al. Melatonin effects on bone: experimental facts and clinical perspectives // J Pineal Res. – 2003. – 34. – Р. 81–87.
9. Stefulj J., Hortner M., Ghosh M., et al. Gene expression of thekey enzymes of melatonin synthesis in extrapineal tissues of the rat // J Pineal Res. – 2001. – 30. – Р.243–247.
10. Zimmermann R.C., McDougle C.J., Schumacher M., et al. Effects of acute tryptophan depletion on nocturnal melatonin secretion in humans // J Clin Endocrinol Metab. – 1993. – 76. – Р. 1160–1164.
11. Munoz-Hoyos A., Amoros-Rodriguez I., Molina-Carballo A., et al. Pineal response after pyridoxine test in children // J Neural Transm Gen Sect.-1996.-103.-Р. 833–842.
12. Luboshitzky R., Ophir U., Nave R., et al. The effect of pyridoxine administration on melatonin secretion in normal men // Neuroendocrinol Lett. – 2002. – 23. – Р. 213–217.
13. Skene D.J., Bojkowski C.J., Arendt J. Comparison of the effects of acute fluvoxamine and desipramine administration on melatonin and cortisol production in humans // Br J Clin Pharmacol. – 1994. – 37. – Р. 181–186.
14. Hattori A., Migitaka H., Iigo M., Itoh M., Yamamoto K., Ohtani-Kaneko R., Hara M., Suzuki T., Reiter R.J. Identification of melatonin in plants and its effectson plasma melatonin levels and binding to melatonin receptors in vertebrates // Biochemistry and Molecular Biology International. – 35. – 1995. – Р. 627–634.
15. Hattori A., Migitaka H., Iigo M., Itoh M., Yamamoto K., Ohtani-Kaneko R., Hara M., Suzuki T., Reiter R.J. Identification of melatonin in plants and its effectson plasma melatonin levels and binding to melatonin receptors in vertebrates // Biochemistry and Molecular Biology International. – 35. – 1995. – Р.627–634.
16. Dubbels R., Reiter R.J., Klenke E., Goebel A., Schnakenberg E., Ehlers C., Schiwara H.W., Schloot W. Melatonin in edible plants identified by radioimmunoassay and by high performance liquid chromatography–mass spectrometry // Journal of Pineal Research. – 18. – 1995. – Р. 28–31.
17. Dubbels R., Reiter R.J., Klenke E., Goebel A., Schnakenberg E., Ehlers C., Schiwara H.W., Schloot W. Melatonin in edible plants identified by radioimmunoassay and by high performance liquid chromatography–mass spectrometry // Journal of Pineal Research.-18.-1995.- Р. 28–31.
18. Murch S.J., Simmons, R.C., Saxena, P.X. Melatonin in fever few and other medical plants // Lancet. – 350. – 1997. – Р. 1598–1599.
19. Carmen M. Garcia-Parrilla, Emma Cantos, Ana M. Troncoso. Analysis of melatonin in foods. – Journal of Food Composition and Analysis.-22 (2009).- P. 177–183.
20. Germaine Escames, Guler , Beatriz Ban˜ o-Otaґlora, Marıґa J. Pozoю. Melatonin in humans: reciprocal benefits // Pineal Res. – 2012. – 52. – Р.1–11.
21. Hiroaki Mano and Yoshitaka Fukada. A Median Third Eye: Pineal Gland Retraces Evolution of Vertebrate Photoreceptive Organs // Photochemistry and Photobiology. – 2007. – 83. – Р. 11–18.
23. Tan D.X., Chen L.D., Poegeller B., et al. Melatonin: a potent, endogenous hydroxyl radical scavenger. // Endocr J. – 1993. – 1. – Р.57–60.
24. Guerrero J.M., Reiter R.J. Melatonin-immune system relationships. Curr Top Med Chem 2002;2:167–79.
25. Withyachumnarnkul B., Nonaka K.O., Santana C., et al. Interferon-gamma modulates melatonin production in rat pineal glands in organ culture // J Interferon Res. – 1990. – 10. – Р. 403–411.
26. Bartsch H, Bartsch C. Effect of melatonin on experimental tumors under different photoperiods and times of administration // J Neural Transm. – 1981. – 52. – Р.269–279.
27. Lissoni P., Chilelli M., Villa S., et al. Five years survival in metastatic non-small cell lung cancer patients treated with chemotherapy alone or chemotherapy and melatonin: arandomized trial // J Pineal Res. – 2003. – 35. – Р.12–15.
28. Molina-Carballo A., Munoz-Hoyos A., Reiter R.J., et al. Utility of high doses of melatonin as adjunctive anticonvulsant therapy in a child with severe myoclonic epilepsy: two years’experience // J Pineal Res. – 1997. – 23. – Р.97–105.
29. Claustrat B., Chazot G., Brun J., et al. A chronobiological study of melatonin and cortisol secretion in depressed subjects: plasma melatonin, a biochemical marker in majordepression // Biol Psychiatry. – 1984. – 19. – Р.1215–1228.
30. Lewy A.J., Wehr T.A., Gold P.W., et al. Plasma melatonin in manic-depressive illness. In: Usdin E, Kopin IJ, Barchas J, editors. Catecholamines: basic and clinical frontiers.-vol.II. Oxford: Pergamon. – 1978. – Р. 1173–1175.
31. Venkataramanujam Srinivasana, Seithikurippu R. Pandi-Perumal, D.Warren Spencec. Potential use of melatonergic drugs in analgesia: Mechanisms of action // Brain Research Bulletin. – 81. – 2010. – P. 362–371.
32. Casey Y-J UngMB BS and Anthony CB Molteno. An enigmatic eye: the histology of the tuatara pineal complex // Clinical and experimental ophnalmology. – 2004. – P. 614-618.
Долгое время считалось, что функции эпифиза весьма ограничены и заключаются в организации суточного, или циркадианного, биологического ритма у животных, включающего периодичность сна и колебания температуры тела [1]. Однако по мере накопления научных фактов о функциях эпифиза и секретируемого им гормона мелатонина, стало ясно о широком диапазоне его регуляторного влияния на большинство функций организма. Механизмы этого влияния до сих пор не определены, и их изучение представляет большой интерес для клиницистов, педагогов, специалистов по физической подготовке спортсменов, особенно учитывая широкую миграцию спортсменов в различные часовые пояса.
Цель данной работы состояла в обзоре современных данных научной литературы о влиянии эпифиза на психофизиологические функции организма. Результаты анализа таких исследований необходимы для разработки рекомендаций по режимам производственной деятельности в различных трудовых сменах и физических нагрузок при смене часовых поясов.
Особенности анатомического строения шишковидной железы с давних пор привлекали внимание ученых. Так, Рене Декарт (1596-1650) развил теорию об эпифизе как о хранилище души. Предположения Рене Декарта являлись гениальной догадкой до 1958 года в котором дерматологом Аароном Лернером был открыт мелатонин, секретируемый шишковидной железой. Впоследствии было обнаружено, что мелатонин образуется также в сетчатке глаза, кишечнике, коже, тромбоцитах, костном мозге 6. В настоящее время известно, что мелатонин синтезируется из серотонина, его синтез зависит от аминокислоты триптофана, и при триптофановой недостаточности уровень мелатонина в организме снижается [10]. Наличие в питании детей препубертатного возраста фолатов и витамина В6 стимулирует продукцию мелатонина [11, 12]. Флавоксамин (ингибитор серотонинового захвата) повышает амплитуду и продолжительность пика мелатонина в плазме [13].
Кроме того, мелатонин может поступать в организм в готовом виде с продуктами растительного происхождения (листья, фрукты, семена), в том числе – в таких лекарственных растениях, как зверобой продырявленный, пиретрум девичий 14.
В научной литературе появляется все больше фактов о воздействии мелатонина на психофизиологические функции организма. Так, показано [19], что наступление чувства сонливости после обильного обеда сопровождается повышением уровня экзогенного мелатонина в плазме крови. Авторы [20] связывают повышенное настроение при физической нагрузке с изменением серотонинового обмена.
Мелатонин оказывает положительное воздействие и при эпилепсии, так как его введение сопровождается уменьшением частота приступов и оптимизацией формы кривой на ЭЭГ. В некоторых исследованиях введение высоких доз мелатонина совместно с фенобарбиталом приводило к стабилизации в случае обострения миоклонической эпилепсии, которая до этого безуспешно лечилась различными комбинациями антиконвульсантов [28].
Множество научных фактов свидетельствуют о взаимосвязи мелатонина с психической сферой. Показано, что при депрессии уровень мелатонина понижается [29]. У пациентов с биполярными расстройствами уровень мелатонина понижен в периоды депрессии, а в момент маниакального возбуждения, напротив, повышается [30]. Кроме того, у лиц суицидального риска ночной пик мелатонина в крови снижен [3].
У пациентов, страдающих инсомнией, уровень мелатонина понижен, а введение его устраняет бессоницу. Мелатонин напрямую связан с циркадными ритмами, такими, как сон-бодрствование, приём пищи – голод, покой-физическая активность. Можно сказать, что мелатонин – маркёр работы внутренних часов организма. Его сравнивают с дирижёром или синхронизатором физиологических процессов в организме [20].
Метаболически мелатонин связан с эссенциальной аминокислотой триптофан, нейротрансмиттером серотонин и индол-3-ацетокислота, которая является ауксином, то есть фактором роста растений. Мелатонин в качестве анестетика с успехом применяется для купирования болевых приступов при раке, головной боли и хирургических операциях [31].
Обзор литературы свидетельствует, что мелатонин может действовать как:
8) фактор роста растений;
Таким образом, данные литературы подтверждают мнение, что эпифиз запускает в организме механизмы психофизиологической адаптации к широкому спектру воздействий. Необходимы дальнейшие исследования по выяснению функций эпифиза и мелатонина при различных функциональных состояниях, в том числе при физических нагрузках.
Читайте также: