Эндокринная система. Железы внутренней секреции
Эндокринная система управляет телом через гормоны: железы внутренней секреции, адреналин надпочечников, инсулин и щитовидная железа — короткий разбор с тренажёром.
Утром ты вскочил на последний автобус — и сердце застучало, ладони вспотели, в животе похолодело. Никто тебя не бил и не пугал, просто надпочечники выбросили в кровь порцию адреналина. Так работает вторая система управления телом: не нервы с их молниеносными импульсами, а медленная и мощная эндокринная система — железы, которые говорят с органами химическим языком гормонов.
Как открыли гормоны
Химию крови подозревали давно, но доказать её сумели лишь опыты. Клод Бернар в середине девятнадцатого века показал, что печень выделяет в кровь глюкозу: орган посылает сигналы не только по нервам. В 1889 году Шарль Броун-Секар заявил о «внутренней секреции» желез, а в 1902-1905 годах Уильям Бейлисс и Эрнест Старлинг открыли секретин — вещество, которым кишечник управляет поджелудочной через кровь, — и предложили слово «гормон». Так родилась эндокринология, а домашнее слово «гормон стресса» стало научным термином.
Три типа желез
Железы делятся по тому, куда отдают свой секрет. Железы внешней секреции имеют протоки: потовые и сальные открываются на коже, слюнные и желудочные — в полости рта и желудка. Железы внутренней секреции (эндокринные) протоков не имеют: они выделяют гормоны прямо в кровь, и кровь разносит их по всему телу. Есть и железы смешанной секреции — они работают в оба конца: поджелудочная железа отправляет сок с ферментами в кишечник через проток и одновременно гормоны инсулин и глюкагон — в кровь. Так же устроены и половые железы.
Мизерная доза — огромный эффект: в крови одновременно находятся миллионные доли грамма гормона, но именно они меняют работу целых органов. Разрушаются гормоны быстро: их разбирают печень и почки, поэтому железы выделяют их непрерывно, дозу за дозой. Из-за скорости разрушения инсулин не принять таблеткой — но об этом ниже.
| Железа | Главный гормон | Что регулирует |
|---|---|---|
| Гипофиз | гормон роста и другие | руководит работой других желёз |
| Щитовидная железа | тироксин (содержит йод) | обмен веществ, рост, развитие |
| Надпочечники | адреналин | реакция «бей или беги», пульс, глюкоза |
| Поджелудочная железа | инсулин и глюкагон | уровень глюкозы в крови |
Как работает гормон
Гормоны действуют в крошечных дозах, зато прицельно: каждый гормон узнают только органы-мишени, у клеток которых есть подходящие рецепторы. Сигнал идёт медленнее нервного — секунды и минуты вместо миллисекунд, — зато держится долго и охватывает весь организм сразу. Дирижёром системы считается гипофиз размером с горошину под мозгом: он выделяет гормон роста и «команды» для других желёз. Щитовидная железа на шее вырабатывает тироксин, в котором обязательно есть йод: без йода обмен веществ сбивается, а у детей тормозится рост и развитие — поэтому в поваренную соль добавляют йодид калия. Надпочечники выдают адреналин при стрессе: сердце бьётся чаще, дыхание учащается, глюкоза выбрасывается в кровь — мышцы получают топливо для бега.
Гипофиз: дирижёр размером с горошину
Гипофиз висит под мозгом на тонкой ножке и весит меньше грамма, но именно он выдаёт гормон роста. Если его мало в детстве, рост останавливается на карликовом, а избыток превращает подростка в гиганта: самые высокие люди в истории переросли два с половиной метра. У взрослых избыток гормона роста уже не вытягивает кости в длину — они растут вширь: грубеют черты лица, увеличиваются кисти и стопы, эту болезнь называют акромегалией. Кроме того, гипофиз командует щитовидной железой, надпочечниками и половыми железами через свои тропные гормоны — отсюда и роль дирижёра оркестра.
Надпочечники: два этажа одной железы
Надпочечники — парные «шапочки» над почками, и устроены они как два этажа. Внутренний, мозговой слой, выбрасывает адреналин: включается мгновенно, при испуге, споре или экзамене. Наружный, корковый слой, работает медленно и круглосуточно: его гормоны держат давление и запас глюкозы, регулируют соль, гасят воспаление. Без коркового слоя организм не выживет, поэтому лекарственные кортикостероиды стали одними из главных препаратов медицины — ими снимают приступы астмы и тяжёлые аллергии.
Гормоны встречают нас каждый день. Утром кортизол коркового слоя помогает проснуться: его пик приходится на ранние часы. Перед контрольной в кровь выходят порции адреналина — отсюда влажные ладони и быстрая речь. А мелатонин, который выделяет эпифиз в темноте, настраивает сон: яркий экран ночью задерживает его выработку, и утром тяжело встать. Химическая почта тела работает круглосуточно, даже когда мы о ней не думаем.
Разницу систем легко увидеть на живом примере. Ты дёрнул руку от горячего — нервы сработали за доли секунды, рука отдёрнулась раньше, чем ты осознал ожог. А вот гормонам роста нужны годы, чтобы выстроить тело, и инсулину — минуты, чтобы убрать сахар из крови после обеда. Две системы работают в разных масштабах времени: нервы — на «сейчас», гормоны — на «долго».
Самая частая эндокринная болезнь — сахарный диабет: поджелудочная железа не вырабатывает достаточно инсулина (первый тип) или клетки перестают на него отвечать (второй тип). Без инсулина глюкоза не может попасть из крови в клетки: сахар в крови растёт, а клетки голодают. Больные первого типа вводят инсулин инъекциями — таблетками тут не обойтись, потому что в желудке белок-гормон переварится, как обычная еда.
Инсулин редко работает один: напарник — глюкагон, который поджелудочная выдаёт, когда сахар в крови падает, например после долгой прогулки. Инсулин открывает клеткам двери для глюкозы и приказывает печени откладывать её в запас, глюкагон наоборот достаёт гликоген из кладовых и возвращает сахар в кровь. Два гормона работают как качели и удерживают глюкозу в узких пределах — примерно от 3,5 до 5,5 ммоль/л натощак. Контрольная любит спрашивать, зачем такие качели: и избыток, и недостаток сахара опасны прежде всего для мозга.
Щитовидная железа: маленькая, но с йодом
Щитовидная железа лежит на шее под гортанью и весит всего 20-30 граммов, но её тироксин задаёт скорость обмена веществ всему телу: от пульса и температуры до скорости мышления. Для синтеза гормонов нужен йод — за всю жизнь его требуется совсем немного, всего чайная ложка, но каждый день по капле. Когда йода не хватает, железа разрастается, пытаясь поймать больше йода из крови, — на шее появляется зоб. Поэтому в регионах, где вода и пища бедны йодом, в соль добавляют йодид калия: это самая дешёвая защита миллионов людей.
- Железа выделяет гормон прямо в кровь — протоков нет.
- Кровь разносит гормон по всему организму.
- Клетки органов-мишеней узнают гормон по рецепторам и меняют работу.
- Когда цель достигнута, железа получает обратный сигнал и снижает выделение гормона.
- Гормон#
- биологически активное вещество, которое железа выделяет прямо в кровь
- Железа внутренней секреции#
- железа без протоков, отдающая гормоны в кровь
- Орган-мишень#
- орган, клетки которого имеют рецепторы к конкретному гормону
- Гипофиз#
- железа под мозгом, руководящая работой других эндокринных желёз
- Инсулин#
- гормон поджелудочной железы, снижающий уровень глюкозы в крови
- Нейрогуморальная регуляция#
- совместная работа нервной и эндокринной систем управления телом
- Задание: объяснить, почему при испуге пульс учащается, хотя мозг не посылал к сердцу прямых приказов.
- Шаг 1. Испуг распознаёт мозг, и сигнал уходит к надпочечникам.
- Шаг 2. Надпочечники выделяют адреналин прямо в кровь — протоков у них нет.
- Шаг 3. Кровь приносит адреналин к сердцу — органу-мишени: рецепторы клеток узнают гормон.
- Шаг 4. Сердце сокращается чаще, дыхание учащается, глюкоза выходит в кровь: мышцы получают топливо.
- Шаг 5. Вывод: сигнал шёл химическим путём — медленнее нервного, но охватил весь организм сразу.
Как это спрашивают на контрольной
- Перечисли железы внутренней секреции и назови их главные гормоны.
- Почему поджелудочную железу относят к железам смешанной секреции?
- Как действует адреналин и зачем организму такая реакция?
- Чем гормональная регуляция отличается от нервной?
- Что произойдёт с уровнем глюкозы в крови, если инсулина не хватает?
Образец полного ответа. Вопрос: «Почему гормоны действуют медленнее нервных импульсов?» Ответ: «Нервный сигнал бежит по волокну за доли секунды и адресован конкретным мышцам. Гормон сначала нужно выделить в кровь, затем разнести по всему телу, и только после встречи с рецепторами органа-мишени начнётся эффект. Поэтому гормональный ответ занимает секунды и минуты, зато держится дольше и охватывает организм целиком».
Проверь себя
Клавиши 1–9 выбирают вариант, Enter — «Проверить»
1 Какая железа относится к смешанной секреции?
2 Гормоны переносятся к органам с кровью.
3 Какая железа вырабатывает инсулин? Запиши слово.
4 Сопоставь железу и её работу.
Нажми на элемент слева, затем на его пару справа. Повторное нажатие отменяет связь.
5 Выбери свойства гормонов.
6 Распредели железы по типу секреции.
Разложи элементы по категориям: нажми на элемент, потом на категорию.
7 Дополни утверждение о гормонах.
Выбери подходящее слово в каждом пропуске.
Адреналин вырабатывают , а инсулин — .
8 Что происходит с организмом при выбросе адреналина?
Было понятно? Скажи — так мы видим, какие темы переписать.
Частые вопросы
Какие железы вырабатывают гормоны?
Железы внутренней секреции: гипофиз, щитовидная и околощитовидные железы, надпочечники, эпифиз. Поджелудочная и половые железы — смешанные: они дают и гормоны, и секрет через протоки.
Что делает адреналин?
Готовит тело к действию: учащает пульс и дыхание, поднимает давление и уровень глюкозы в крови, расширяет зрачки. Поэтому при испуге или спешке чувствуешь бодрость и дрожь.
Почему поджелудочная железа — смешанной секреции?
Она работает в двух режимах: выделяет пищеварительный сок в кишечник через проток (внешняя секреция) и гормоны инсулин и глюкагон в кровь (внутренняя секреция). Поэтому её и называют смешанной: у неё есть и проток, и эндокринная часть.
Зачем организму йод?
Йод входит в гормоны щитовидной железы, которые задают скорость обмена веществ и развитие. Без йода железа разрастается (зоб), а у детей тормозится рост. Поэтому в соль добавляют йодид калия.