Строение эндокринной системы

   Лютеотропный гормон (пролактин) контролирует выработку молока в молочных железах.

   Антидиуретический гормон (вазопрессин) задерживает выведение жидкости из организма и повышает артериальное давление крови.

   Окситоцин вызывает сокращение матки и стимулирует выделение молока молочными железами.

   Уровень некоторых гормонов, контролируемых гипофизом, подвержен циклическим колебаниям. Так, менструальный цикл у женщин определяется месячными колебаниями уровня лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, которые вырабатываются в гипофизе и воздействуют на яичники. Соответственно уровень гормонов яичников – эстрогенов и прогестерона – колеблется в таком же ритме.

Механизм действия гормонов. 

 Гормон связывается рецепторами в клетках-мишенях, при этом активируются внутриклеточные ферменты, что приводит клетку-мишень в состояние функционального возбуждения. Избыточное количество гормона действует на вырабатывающую его железу или через вегетативную нервную систему на гипоталамус, побуждая их к снижению выработки этого гормона – возникает отрицательная обратная связь.

    Стоит отметить, что по мере старения (естественного угасания организма) складываются различные соотношения гормональных компонентов в организме. Так наблюдается уменьшение образование одних гормонов и увеличение других. Уменьшение активности эндокринных органов происходит с разной скоростью: к 13-15 годам – наступает атрофия вилочковой железы, концентрация в плазме крови тестостерона у мужчин постепенно снижается уже после 18 лет, секреция эстрогенов у женщин уменьшается после 30 лет; продукция гормонов щитовидной железы ограничивается только к 60-65 годам.

Глава II. Материалы и методы исследования

1. Функциональные возрастные изменения эндокринной системы

     Старение затрагивает все компоненты эндокринной системы, нарушая репродуктивные, адаптационные и энергетические функции. Повышается секреция гонадотропинов и фенолстероидов, снижается секреция некоторых эстрогенов (этиохоланолона, дегидроэгшандростерона и других 17-кетосгероидов), что приводит к усилению действия на ткани глюкокортикоидов. Снижается чувствительность тканей к инсулину, толерантность к глюкозе, удлиняется гиперинсулинемия после приема пищи. В крови повышается содержание липопротеидов низкой плотности, триглицеридов и холестерина. В гипоталамусе снижается общая концентрация биогенных аминов.

                  Роль гипоталамуса в процессе старения организма

      В процессе онтогенеза отмечается  некоторая задержка развития  репродуктивной системы до тех  пор, пока не будут достигнуты  необходимые размеры тела. У людей  такая задержка осуществляется  благодаря высокой чувствительности  гипоталамуса в раннем возрасте к тормозящему действию половых гормонов, в результате чего гипофиз не секретирует гормоны, стимулирующие половую систему. Кроме того, мощная продукция эпифизом мелатонина и антигонадотропных пептидов активно подавляет как гонадотропную продукцию в гипоталамо-гипофизарной системе, так и непосредственно в гонадах. Повышение порога чувствительности гипоталамуса к половым гормонам в процессе взросления приводит в конечном итоге к стимуляции половых желез и развитию вторичных половых признаков и поддержанию половой функции на постоянном уровне.

   В женском организме  существует циклический и тонический  центры гипоталамуса, регулирующие  продукцию половых гормонов. Постепенное  снижение с возрастом их чувствительности  приводит к тому, что для индукции  овуляции требуются все большие концентрации эстрогенов. С определенного момента продукция эстрогенов становится недостаточной и наступает климакс — прекращение цикличности и стойкое торможение репродуктивных функций. В мужском организме для регуляции репродуктивных функций используется только тонический центр гипоталамуса, порог чувствительности которого к тестостерону возрастает в течение жизни. Тем не менее, репродуктивная функция в мужском организме с возрастом снижается в результате общего сдвига соотношения продукции андрогенов и эстрогенов в сторону последних, а также снижения чувствительности рецепторов гонад к гипофизарным гормонам.  
     Существуют три механизма регуляции секреции АСТН: базальный, циркадный и стрессорный. Из этих механизмов базальный наиболее подвержен возрастным изменениям. В пределах ГГНО с возрастом наблюдается повышение гипоталамического порога чувствительности к тормозящему действию глюкокортикоидов. Это приводит к тому, что в старом организме при реализации общего адаптационного синдрома повышенный уровень глюкокортикоидов в крови сохраняется дольше по сравнению с молодым организмом. Избыток глюкокортикоидов является важным звеном в патогенезе многих заболеваний нервной и иммунной систем, ассоциированных с возрастом.

    Длительное воздействие кортикостерона может быть причиной гибели нейронов гиппокампа и расстройств памяти, а также вызывать массовый апоптоз клеток в зубчатой извилине — важнейшем источнике нервных стволовых клеток мозга. Повреждающий эффект, оказываемый глюкокортикоидами на гипоталамические ядра, частично реализуется через усиление в них свободно-радикальных процессов, нейротоксическое воздействие которых является одной из главных причин старения ЦНС. Глюкокортикоиды в избыточных количествах также подавляют дифференцировку и стимулируют инволюцию ти-моцитов и ингибируют продукцию IL-1 и IL-2, а также IFN-y, CSF и M-CSF. Главными компонентами энергетического гомеостаза организма, определяющими его количественные характеристики, являются субстраты — глюкоза и жирные кислоты, а также гормоны, контролирующие их утилизацию — инсулин и гормон роста. Поступление в кровь жирных кислот и глюкозы тормозит секрецию гипофизом гормона роста (обладающего антиинсулярным и липолитическим действием), а также стимулирует секрецию инсулина, что усиливает утилизацию глюкозы тканями. Старение сопровождается снижением скорости потребления глюкозы тканями, связанным с уменьшением их чувствительности к инсулину. Главным образом это касается мышечной ткани. В этих условиях повышение в крови концентрации глюкозы, жирных кислот и инсулина создает условия для увеличения синтеза триглицеридов в печени и роста содержания в крови липопротеидов очень низкой плотности.

   Возрастная гиперинсулинемия  в свою очередь способствует  накоплению жировой ткани, еще более снижает ее чувствительность к инсулину и дополнительно усиливает гиперинсулинемию. Ожирение усиливает липолиз, вызывая рост концентрации жирных кислот и триглицеридов в крови, что в соответствии с метаболическим жироуглеводным циклом ведет к гипергликемии и гиперинсулинемии, усилению продукции печенью триглицеридов, обеспечивая восстановление объема жира в теле, несмотря на усиление липолиза. При введении в среду атерогенных липопротеидов наблюдается угнетение бластотрансформации лимфоцитов. Наоборот, усиление бластотрансформации лимфоцитов отмечается при фармакологических воздействиях, снижающих уровень жиров и глюкозы в крови. Высокое содержание холестерина в мембране лимфоцитов увеличивает ее вязкость и препятствует перераспределению рецепторов, необходимому для осуществления митогенного эффекта. Возрастное накопление содержания холестерина в мембранах клеток может быть причиной снижения их чувствительности к ростовым факторам. Сдвиг жирового метаболизма при старении в сторону образования липопротеидов низкой и очень низкой плотности и снижение образования липопротеидов высокой плотности вносит свой вклад в развитие метаболической иммунодепрессии. Фактором, усиливающим транспорт холестерина в клетки, является увеличение в крови содержания липопротеидов низкой плотности. Кроме того, липопротеиды очень низкой плотности связываются со специфическими рецепторами на поверхности лимфоцитов, подавляя их бластотрансформацию. Содержание в крови IL-6 существенно возрастает с возрастом и влечет увеличение риска возникновения хронических воспалительных и аутоиммунных заболеваний (ревматоидного артрита, прогрессирующего системного склероза, различных аллергий и т. п.). Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что рост продукции IL-6 связан с возрастным снижением секреции DHEA. Определенное значение для увеличения вероятности аутоиммунных расстройств при старении имеет снижение продукции МТ, обладающего антиканцерогенным и антиоксидантными свойствами, а также способного ограничивать возрастной гиперкортицизм, защищая клетки иммунной и нервной системы от окислительного стресса.

                     Роль эпифиза в процессе старения организма.

   Старение  сопровождается инволюцией пинеальной  железы (эпифиза) и понижает чувствительность  гипоталамических структур к действию эстрадиола, приводит к увеличению содержания меланостатина и тиролиберина в медиабазальном ядре гипоталамуса, снижает уровень норадреналина, серотонина и дофамина в гипоталамусе, увеличивает содержание вазопрессина в нейрогипофизе. В настоящее время получены убедительные данные о том, что пептиды, выделенные из ткани эпифиза, часто не менее эффективны, чем МТ и его производные. Химическая структура большинства пептидов эпифиза пока не установлена. К идентифицированным пептидам эпифиза, способным контролировать деятельность репродуктивной системы, относятся антигонадотропин (ЮкДа), угнетающий секрецию LH; антигонадотропин (2кДа), ингибирующий синтез и выделение FSH; вазотоцин, сочетающий в себе оба этих эффекта одновременно, а также тормозящий секрецию PL. Пептиды, выделенные из эпифиза, обладают также выраженными онкостатическими свойствами. Они подавляют синтез RNA в опухолевых клетках и, таким образом, тормозят рост опухолей. Мелатонин является важным звеном стресс-лимитирующих механизмов. Усиленное выделение его из пинеалоцитов при развитии общего адаптационного синдрома подавляет чрезмерное развитие стрессорной реакции. 

  Процесс старения сопровождается многочисленными нарушениями функций эндокринной системы. Часто трудно определить, что является причиной этих нарушений – собственно старость или болезни, ее сопровождающие. Одна из главных причин ослабления эндокринной регуляции – возрастные изменения структуры гормонов и, соответственно, их активности. Так, по мере старения меняется молекулярная масса и снижается активность тиреотропина (ТТГ). В старости усиливается образование катехоламинов в симпатической части вегетативной нервной системы. С другой стороны, ослабляются эффекты, передаваемые воздействием катехоламинов на адренорецепторы. Дополнительные количества катехоламинов нужны для лучшей утилизации нутриентов: действуя на адипоциты, катехоламины усиливают липолиз. Через адренорецепторы печени они активируют и гликогенолиз. В старости происходят изменения в регуляции обмена глюкозы. Количество Р-клеток в поджелудочной железе уменьшается. В ответ на рост концентрации глюкозы они высвобождают в кровь меньшее количество инсулина. Обратная связь, подавляющая выброс глюкозы печенью (при повышении ее концентрации в крови), действует медленнее. Активность инсулина падает, соответственно, нарушается поглощение глюкозы мышцами. Результатом этих изменений является снижение толерантности к глюкозе, а иногда и развитие сахарного диабета. Связь старения и эндокринной системы описывается элевационной теорией Дильмана.

Теория Дильмана.

    В начале 1950-х годов известный отечественный геронтолог В.М. Дильман выдвинул и обосновал идею о существовании единого регуляторного механизма, определяющего закономерности возрастных изменений различных  гомеостатических (поддерживающих постоянство внутренней среды) систем организма. По гипотезе Дильмана, основным звеном механизмов как развития так и последующего старения организма является гипоталамус – «дирижер»  эндокринной системы.  Некоторые геронтологи, в том числе и Дильман, полагают, что многие изменения, появляющиеся в организме по мере старения человека, обусловлены постепенной утратой организмом способности сохранять гомеостаз посредством гормонального контроля и мозговой регуляции. Многие симптомы старения объясняются потерей контроля за образованием гормонов, в результате чего их вырабатывается либо слишком много, либо слишком мало и регулирование жизненных процессов нарушается. Климакс, например, обусловлен потерей гормона эстрогена, производимого яичниками. Это приводит к снижению способности к деторождению. В климактерический период возрастает количество холестерина и крови, а это значит, что после прекращения менструаций женщины подвергаются наравне с мужчинами опасности заболеваний сердца, которые связаны с тем, что отложения холестерина блокируют кровоснабжение сердца.

   Главная причина старения – это возрастное снижение чувствительности  гипоталамуса к регуляторным сигналам, поступающим от нервной системы и желез внутренней секреции.

Рис. 4

                             Эндокринная регуляция                                            

  Важным этапом  в развитии элевационной теории  было установление роли возрастных  изменений, закономерно возникающих в этих трех основных системах организма (репродуктивной, адаптационной и метаболической) и в формировании таких, имеющих ключевое значение для продолжительности жизни индивидуума феноменов, как метаболическая иммунодепрессия  и канкрофилия, т.е. формирование условий, способствующих возникновению злокачественных новообразований. Развивая и углубляя на протяжении почти 40 лет свою концепцию, В.М. Дильман пришел к убеждению, что  старение (и главные болезни, ассоциированные со старением) не запрограммировано, а является побочным продуктом реализации генетической программы развития и поэтому старение возникает с закономерностью, свойственной генетической программе. По концепции Дильмана,  старение и связанные с ним болезни – это побочный продукт реализации генетической программы  онтогенеза – развития организма.

  Современный вариант теории Дильмана -  нейроэндокринная теория, в которой одной из главных причин возрастных изменений в организме человека является нечувствительность клеток к гормональным стимулам.

                                        Мелатонин и старение

   Мелатонин - "гормон ночи", гормон эпифиза, регулирующий циркадные ритмы. Основной физиологический эффект мелатонина заключается в торможении секреции гонадотропинов. Кроме того, снижается, но в меньшей степени, секреция других тропных гормонов передней доли гипофиза —кортикотропина, тиротропина, соматотропина. 
   Секреция мелатонина подчинена суточному ритму, определяющему, в свою очередь, ритмичность гонадотропных эффектов и половой функции. Синтез и секреция мелатонина зависят от освещённости — избыток света тормозит его образование, а снижение освещённости повышает синтез и секрецию гормона. У человека на ночные часы приходится 70 % суточной продукции мелатонина.

   Эпиталомин - комплекс полипептидных фракций, выделенных из эпиталамо-эпифизарной области мозга крупного рогатого скота. Он повышает чувствительность гипоталамуса к эндогенным гормональным воздействиям, нормализует функции передней доли гипофиза и содержание гонадотропных гормонов.

   Механизмы геропротекторного действия мелатонина и эпиталамина полностью не известны. Существенную роль может играть способность этих веществ угнетать свободно радикальные процессы в организме [ Анисимов В.Н. 1999 ]. Как мелатонин, так и эпиталамин стимулируют клетки иммунной системы организма и замедляют старение иммунной системы, они нормализуют ряд возрастных нарушений жироуглеводного обмена, продлевают циклическую деятельность яичников, восстанавливают репродуктивную функцию.