Место и роль эпифиза в эндокринной системе.

Органы эндокринной системы, или эндокринные железы, вырабатывают биологически активные вещества - гормоны, которые выделяются ими в кровь и, разносясь с ней по всему организму, воздействуют на клетки различных органов и тканей (клетки-мишени), регулируя их рост и деятельность благодаря наличию на этих клетках специфических рецепторов гормонов.

Эндокринные железы (такие, как, например, гипофиз, шишковидная железа, надпочечники, щитовидная и околощитовидные железы) представляют собой самостоятельные органы, однако помимо них, гормоны вырабатываются также отдельными эндокринными клетками и их группами, которые разбросаны среди неэндокринных тканей, - такие клетки и их группы образуют дисперсную (диффузную) эндокринную систему. Значительное количество клеток дисперсной эндокринной системы находятся в слизистых оболочках различных органов, особенно они многочисленны в пищеварительном тракте, где их совокупность получила наименование гастро-энтеро-панкреатической (ГЭП) системы.

Клетки-мишени активно захватывают и аккумулируют гормон с помощью специфического для данного гормона белка-рецептора (избирательность связывания гормона). Рецепторы могут быть внутриклеточные (для гормонов, проникающих в цитозоль) или располагаться в виде интегральных белков плазмолеммы (для гормонов, не проникающих в клетку). В последнем случае необходимы дополнительные механизмы передачи гормонального сигнала к внутриклеточным элементам. Передача стимула внутрь клетки осуществляется вторичными медиаторами, или посредниками (цАМФ, цГМФ, ионы кальция и др.). При соединении гормона с рецептором происходит активация гормонзависимого фермента плазмолеммы - аденилилциклазы. Последняя активирует в цитоплазме образование из АТФ внутриклеточного посредника - циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Далее следует взаимодействие посредника с внутриклеточным рецептором и перемещение комплекса цАМФ-рецептор в ядро и возникновение новых синтезов. При этом ускоряется течение обменных реакций в клетке.

Стероидные гормоны способны проходить через плазмолемму и взаимодействовать с внутриклеточными рецепторами. Они могут действовать и на генетический аппарат клеток-мишеней.

Гормоны обладают высокой биологической активностью, хотя и продуцируются в очень малых количествах. При введении извне эффективными являются чрезвычайно малые концентрации гормонов.

Классификация. По происхождению, гистогенезу и гистологическим признакам эндокринные органы классифицируют на три группы: бранхиогенная группа (от греч. branchia - жабры) - железы, происшедшие из глоточных карманов - аналогов жаберных щелей (щитовидная железа, околощитовидные железы); группа надпочечников (корковое и мозговое вещество надпочечников, параганглии); группа мозговых придатков (гипоталамус, гипофиз и эпифиз). Поскольку эндокринные железы составляют единую в функциональном отношении регулирующую систему, существует классификация, в которой учтены межорганные связи и иерархическая зависимость эндокринных органов.

I. Центральные звенья эндокринного комплекса желез (регулируют деятельность большинства периферических эндокринных желез):

1) гипоталамус (нейросекреторные ядра);

2) гипофиз (аденогипофиз и нейрогипофиз);

3) эпифиз.

IIa. Периферические аденогипофиззависимые эндокринные железы и эндокриноциты:

1) щитовидная железа (тироциты);

2) надпочечники (корковое вещество);

3) гонады (яички, яичники).

IIб. Периферические аденогипофизнезависимые эндокринные железы и эндокриноциты:

1) кальцитониноциты щитовидной железы;

2) околощитовидные железы;

3) мозговое вещество надпочечников и параганглии;

4) эндокринные клетки островков поджелудочной железы (Лангерганса);

5) нейроэндокриноциты в составе неэндокринных органов, эндокриноциты дисперсной эндокринной системы (APUD-серия клеток).

Среди органов и образований эндокринной системы с учетом их функциональных особенностей различают четыре основные группы.

I. Нейроэндокринные трансдукторы (переключатели), выделяющие нейротрансмиттеры (посредники) - либерины (стимуляторы) и статины (тормозящие факторы).

Нейрогемальные образования (медиальное возвышение гипоталамуса), задняя доля гипофиза, которые не вырабатывают собственных гормонов, но накапливают гормоны, продуцируемые в нейросекреторных ядрах гипоталамуса.

III. Центральный орган регуляции эндокринных желез и неэндокринных функций - аденогипофиз, осуществляющий регуляцию с помощью вырабатываемых в нем специфических тропных гормонов.

IV. Периферические эндокринные железы и структуры (аденогипофиззависимые и аденогипофизнезависимые).

Как в любой системе, центральные и периферические ее звенья имеют прямые и обратные связи. Гормоны, вырабатываемые в периферических эндокринных образованиях, могут оказывать регулирующее влияние на деятельность центральных звеньев.

Одной из особенностей строения эндокринных органов является обилие в них сосудов, особенно гемокапилляров синусоидного типа и лимфатических капилляров, в которые поступают секретируемые гормоны.

Эндокринныежелезы, имеющие органное строение, обычно покрыты капсулой из плотной соединительной ткани, от которой вглубь органа отходят истончающиеся трабекулы, состоящие из рыхлой волокнистой соединительной ткани и несущие сосуды и нервы. В большинстве эндокринных желез клетки образуют тяжи и тесно прилежат к капиллярам, что обеспечивает секрецию гормонов в кровоток. В отличие от остальных эндокринных желез, в щитовидной железе клетки образуют не тяжи, а организованы в мелкие пузырьки, называемые фолликулами. Капилляры в эндокринных железах формируют очень густые сети и благодаря своему строению обладают повышенной проницаемостью - они являются фенестрированными или синусоидными. Так как гормоны выделяются в кровь, а не на поверхность тела или в полость органов (как в экзокринных железах), выводные протоки у эндокринных желез отсутствуют.

Функционально ведущей (гормонпродуцирующей) тканью эндокринных желез традиционно считают эпителиальную (относящуюся к различным гистогенетическим типам). Действительно, эпителий является функционально ведущей тканью большей части эндокринных желез (щитовидной и околощитовидных желез, передней и промежуточной долей гипофиза, коркового вещества надпочечника). Эпителиальную природу имеют также и некоторые эндокринные элементы гонад - фолликулярные клетки яичника, сустентоциты яичка и др.). Однако в настоящее время не вызывает сомнения факт, что и все другие виды тканей также способны к выработке гормонов. В частности, гормоны вырабатываются клетками мышечной ткани (гладкой в составе юкстагломерулярного аппарата почки - см. главу 15 и поперечнополосатой, включающей секреторные кардиомиоциты в предсердиях - см. главу 9).

Соединительнотканное происхождение имеют некоторые эндокринные элементы гонад (например, интерстициальные эндокриноциты - клетки Лейдига, клетки внутреннего слоя теки фолликулов яичника, хилусные клетки мозгового вещества яичника - см. главы 16 и 17). Нейральное происхождение свойственно нейроэндокринным клеткам гипоталамуса, клеткам шишковидной железы, нейрогипофиза, мозгового вещества надпочечника, некоторым элементам дисперсной эндокринной системы (например, С-клеткам щитовидной железы - см. ниже). Некоторые эндокринные железы (гипофиз, надпочечник) образованы тканями, имеющими различное эмбриональное происхождение и у низших позвоночных расположенными раздельно.

Клетки эндокринных желез характеризуются высокой секреторной активностью и значительным развитием синтетического аппарата; их строение зависит, в первую очередь, от химической природы вырабатываемых гормонов. В клетках, образующих пептидные гормоны, сильно развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, в синтезирующих стероидные гормоны, - агранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии с тубулярно-везикулярными кристами. Накопление гормонов обычно происходит внутриклеточно в виде секреторных гранул; нейрогормоны гипоталамуса могут накапливаться в больших количествах внутри аксонов, резко растягивая их в отдельных участках (нейросекреторные тельца). Единственный пример внеклеточного накопления гормонов - в фолликулах щитовидной железы.

Органы эндокринной системы относятся к нескольким уровням организации. Нижний из них занимают железы, вырабатывающие гормоны, которые влияют на различные ткани организма (эффекторные, или периферические, железы). Деятельность большинства этих желез регулируется особыми тропными гормонами передней доли гипофиза (второй, более высокий, уровень). В свою очередь, выделение тропных гормонов контролируется специальными нейрогормонами гипоталамуса, который и занимает наиболее высокое положение в иерархической организации системы.

Эпифиз - верхний мозговой придаток (epiphysis cerebri), или шишковидное тело (corpus pineale).

Эпифиз участвует в регуляции процессов, протекающих в организме ритмически или циклически, например овариально-менструального цикла. Ритмические колебания других периодических функций, интенсивность которых закономерно изменяется на протяжении суток, называются циркадными (от лат. circa diem - около дня). Циркадные ритмы явно связаны со сменой дня и ночи (светового и темнового периодов), и их зависимость от эпифиза свидетельствует о том, что гормонообразовательная деятельность последнего определяется его способностью различать смену световых раздражений, получаемых организмом.

Развитие. У зародыша человека эпифиз развивается как выпячивание крыши III желудочка промежуточного мозга на 5-6-й нед развития. В его состав включается субкомиссуральный орган, который развивается из эпендимы III желудочка мозга. У человека и млекопитающих он сильно редуцирован (0,2 г). В результате дивергентной дифференцировки нейральных стволовых клеток развиваются два клеточных дифферона - пинеалоцитарный и глиоцитарный. Максимального развития эпифиз достигает у детей до 7 лет.

Строение. Снаружи эпифиз окружен тонкой соединительнотканной капсулой, от которой отходят разветвляющиеся перегородки внутрь железы, образующие ее строму и разделяющие ее паренхиму на дольки (рис. 15.7), особенно в пожилом возрасте.

В паренхиме железы различаются секретообразующие пинеалоциты (endocrinocytus pinealis) и опорные глиальные клетки (астроциты). Пинеалоциты располагаются в центральной части долек. Они несколько крупнее опорных клеток, по форме многоугольные, имеют пузыревидные ядра с крупными ядрышками. От тела пинеалоцита отходят длинные отростки, ветвящиеся наподобие дендритов, которые переплетаются с отростками астроцитов. Отростки, булавовидно расширяясь, направляются к капиллярам и контактируют с ними. В цитоплазме этих булавовидных расширений содержатся осмиофильные гранулы, вакуоли и митохондрии.

Среди пинеалоцитов различают светлые пинеалоциты (endocrinocytus lucidus), характеризующиеся светлой гомогенной цитоплазмой, и темные пинеалоциты (endocrinocytus densus) меньшего размера с ацидофильными (а иногда базофильными) включениями в цитоплазме. Обе названные формы представляют собой клетки, находящиеся в различных функциональных состояниях, или клетки, подвергающиеся возрастным изменениям. В цитоплазме пинеалоцитов обнаруживаются многочисленные митохондрии, хорошо развитый комплекс Гольджи, лизосомы, пузырьки агранулярной эндоплазматической сети, рибосомы и полисомы.

Астроциты преобладают на периферии долек. Их цитоплазма скудна, ядра уплотнены. Длинные отростки направляются к междольковым соединительнотканным перегородкам, образуя своего рода краевую кайму дольки.

Эпифиз вырабатывает антигипоталамические факторы (антигормоны), оказывающие действие на гипофиззависимые эндокринные органы. Действие это обратное (тормозящее, ингибирующее) тропным гормонам аденогипофиза. Большое значение имеет выработка пинеалоцитами антигонадотропина, который тормозит секрецию лютропина в аденогипофизе, т. е. играет роль гонадостатина. Антигонадотропин эпифиза и гонадолиберин гипоталамуса, действуя как гормоны-антагонисты, совместно осуществляют регуляцию гонадотропной функции гипофиза.

Число регуляторных пептидов, продуцируемых пинеалоцитами, приближается к 40. Из них наиболее важны аргинин-вазотоцин, тиролиберин, люлиберин, тиротропин и др. Образование олигопептидных гормонов совместно с нейроаминами (серотонин и мелатонин) демонстрирует принадлежность пинеалоцитов к APUD-серии клеток (см. ниже).

Кровоснабжается эпифиз ветвями средней и задней мозговых артерий.

Иннервируется эпифиз ЦНС и симпатической нервной системой.

Возрастные изменения. У человека эпифиз достигает максимального развития к 5-6 годам жизни, после чего, несмотря на продолжающееся функционирование, начинается его возрастная инволюция. Некоторое количество пинеалоцитов претерпевают атрофию, а строма разрастается, и в ней увеличивается отложение фосфатных и карбонатных солей в виде слоистых шариков, называемых мозговым песком (ацервулюс).