Глава 9. Эндокринная система

Функции эндокринной системы заключаются в реализации межклеточных взаимодействий информационного характера, осуществляемых с помощью сигнальных молекул — гормонов, вырабатываемых эндокринными клетками и циркулирующих во внутренней среде организма.

Эндокринная клетка

Термин «эндокринная клетка» применяют по отношению к клеткам, синтезирующим и секретирующим во внутреннюю среду организма тот или иной гормон. На практике термин «эндокринная клетка» применяют по отношению к секреторным клеткам желёз с внутренней секрецией, одиночным эндокринным клеткам и их небольшим скоплениям (например, нейроэндокринные клетки в системе органов дыхания), часто объединяемым в диффузные эндокринные системы (например, энтеральная эндокринная система — совокупность всех клеток ЖКТ, продуцирующих биологически активные вещества регуляторного характера). Эндокринные клетки, как правило, находятся в тесном контакте с кровеносными капиллярами. Эти капилляры в эндокринных железах имеют стандартное строение: фенестрированного типа эндотелий и широкий просвет. Эндокринные клетки имеют строение, определяемое химической природой синтезируемого гормона. Для синтезирующих пептиды и белки эндокринных клеток характерно наличие гранулярной эндоплазматической сети (здесь происходит сборка пептидной цепи), комплекса Гольджи (присоединение углеводных остатков, формирование секреторных гранул), секреторных гранул. Для клеток, синтезирующих стероидные гормоны, Т₃ и T₄, характерно присутствие развитой гладкой эндоплазматической сети и многочисленных митохондрий.

Гормоны, цитокины, хемокины

Все биологически активные вещества информационного характера подразделяют на гормоны, цитокины и хемокины. Согласно этому положению, клетки эндокринной системы секретируют гормоны, клетки иммунной системы (и некоторые другие) — цитокины; наконец, хемокины (вещества, оказывающие хемотаксическое действие на мишени) секретируют различные клетки при иммунных реакциях и при воспалении. Термин «гормон» применяют для обозначения секретируемого клетками во внутреннюю среду организма биологически активного вещества, связывающегося с рецепторами клеток-мишеней и изменяющего режим функционирования последних.

Тропный гормон — гормон, клетками-мишенями которого являются другие эндокринные клетки.

Рилизинг-гормоны (рилизинг-факторы) — группа синтезируемых в нейронах гипоталамической области мозга гормонов (либеринов и статинов), мишенями которых являются эндокринные клетки передней доли гипофиза. Либерин — рилизинг-гормон, способствующий усилению синтеза и секреции гормонов в эндокринных клетках передней доли гипофиза. Статин — рилизинг-гормон, ингибирующий синтез и секрецию гормонов в клетках-мишенях.

Строение. По химическому строению гормонов различают: олигопептиды (например, нейропептиды); полипептиды (например, инсулин); гликопротеины (например, тиреотропин); стероиды (например, альдостерон и кортизол); производные тирозина (например, йодсодержащие гормоны щитовидной железы: трийодтиронин — Т₃ и тироксин — T₄); производные ретиноевой кислоты (например, витамин А); эйкозаноиды (метаболиты арахидоновой кислоты).

Клетка-мишень — клетка, способная регистрировать с помощью специфических рецепторов наличие гормона и отвечать изменением режима функционирования при связывании этого гормона (лиганд) с его рецептором.

Лиганд — химическое соединение, связывающееся с другим химическим соединением, как правило, с большей молекулярной массой. В эндокринологическом контексте термин «лиганд» применяют по отношению к молекулам гормонов, связывающихся со специфичными для них рецепторами клеток-мишеней.

Рецепторы

Рецептор — высокомолекулярное вещество, специфически связывающееся с конкретным лигандом. Выделяют два класса рецепторов — мембранные и ядерные.

• Мембранные. Рецепторы пептидных лигандов (например, инсулина, гормона роста, разных трофных гормонов), как правило, расположены в плазматической мембране клетки (см. рис. 9-3).
• Ядерные. Рецепторы гормонов стероидной природы (например, глюкокортикоидов, тестостерона, эстрогенов), производных тирозина и ретиноевой кислоты расположены внутриклеточно (рис. 9-1).

Рис. 9-1. Взаимодействие стероидного гормона с клеткой. Транспорт стероидных гормонов во внутренней среде осуществляют специальные белки. Стероидный гормон отделяется от связывающего белка и проходит через клеточную мембрану внутрь клетки-мишени, где соединяется с рецептором, присутствующим в цитоплазме (или в ядре). Комплекс гормона с рецептором поступает в ядро и взаимодействует со строго определённым фрагментом ДНК, называемым элементом стероид-ответа (SRE, Steroid Response Element), с последующей активацией конкретных генов: hsp — белок теплового шока (Boron W.F., Boulpaep E.L., 2003; с изменениями)

Вторые посредники

Реализация эффекта гормона в клетке-мишени происходит с помощью внутриклеточного второго посредника (при этом подразумевается, что первый посредник — гормон). Второй посредник — многочисленный класс соединений (см. главу 2). К ним, например, относятся циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ), Ca²⁺, диацилглицерол (DAG), инозитолтрифосфат (IP₃) (рис. 9-2) и другие соединения.

Рис. 9-2. Роль инозитолтрифосфата в реализации эффекта гормона на клетку-мишень. Образование комплекса гормона с рецептором стимулирует G-белок, который активирует фосфолипазу С. Фосфолипаза С катализирует расщепление инозитол-4,5-дифосфата (PIP₂) на инозитол-1,4,5-трифосфат (IP₃) и диацилглицерол (DAG). IP₃ вызывает освобождение Ca²⁺ из внутриклеточных депо. Ca²⁺-зависимая протеинкиназа С активируется DAG и фосфорилирует белки клетки (Alberts B. et al., 1989)