Гормоны: секреция, система обратной связи в ее регуляции
Скорость секреции гормонов любым эндокринным органом может варьировать, и эти изменения будут вызывать изменения концентрации гормонов в плазме. Однако, для поддержания соответствующей концентрации гормона, эндокринный орган постоянно должен получать "информацию" о системной концентрации гормона или какой либо его функции. Эта "информация" поступает в эндокринную систему благодаря существованию механизма обратной связи, которая обеспечивает передачу сведений о периферической концентрации гормона в крови обратно в секретирующий орган.
В эндокринологии система отрицательных обратных связей принимает участие в регуляции секреции буквально всех эндокринных органов. Напротив, положительная обратная связь проявляется значительно реже, но она также имеет место при определенных эндокринных состояниях.
Следует подчеркнуть, что обратная связь является чисто концептуальным понятием, так как она описывает, как система функционирует, но не описывает составные части этой системы. Следующий пример из эн- докринологии представляет систему обратной связи, но анатомически он включает в себя нервную и эндокринную составляющие и поэтому называется нейроэндокринной системой .
Каждый тропный гормон передней доли гипофиза находится под отрицательным контролем гормонов, которые секретируются их органами-мишенями. Существуют видовые различия среди тропных гормонов, но основные принципы являются очень сходными и могут быть представлены в виде схемы ( рис.2-10 ). Контролируемой переменной является концентрация гормонов в плазме, секретируемых органом-мишенью (надпочечники, гонады или щитовидная железа).
Скорость секреции гормона регулируется стимулирующим действием тропного гормона, вырабатываемого передней долей гипофиза, которая, в свою очередь, регулируется рилизинг-гормоном, секретируемым нейронами гипоталамуса . Этот отдел мозга содержит
1) нейроны, способные реагировать на изменение концентрации в крови гормонов из органов-мишеней и
2) нулевую точку отсчета, соответствующую нормальной концентрации этих гормонов в крови. Гипоталамус сравнивает эти два значения и, если концентрация циркулирующего гормона из органа-мишени меньше нулевой точки отсчета (нормальной концентрации), он увеличивает секрецию соответствующего рилизинг-гормона. Это повышает секрецию тропного гормона, который стимулирует секреторную активность органа-мишени до тех пор, пока концентрация гормона в плазме, вырабатываемого этим органом, не вернется к нормальному уровню. Аналогично, если концентрация гормона в плазме превышает некий определенный уровень, каскад реакций претерпевает обратные изменения, и концентрация гормона падает. При этом говорят, что гормоны из органов-мишеней обнаруживают отрицательную обратную связь, и их секреция подавляется в результате снижения секреции тропных или рилизинг-гормонов или снижения секреции тех и других.
Такая система поддерживает относительное постоянство уровня гормонов. При этом скорость секреции тропных и рилизинг-гормонов может изменяться непрерывно от низких до максимальных значений, и такие изменения происходят в соответствии с тем как далеко концентрация гормонов в плазме из органов-мишеней отклонилась от исходного уровня. Это явление называют пропорциональной обратной связью, что снижает до минимума колебания контролируемой переменной около установленной величины.
Обычно секреция контролирующих гормонов уменьшается при повышении секреции контролируемого гормона, и это в точности согласуется с определением механизма отрицательной обратной связи. Однако в некоторых эндокринных механизмах обратной связи, таких, как регуляция уровня глюкозы в крови , секреция контролирующих гормонов может как увеличиваться, так и уменьшаться при возрастании содержания глюкозы в крови ( рис.2-11 ). В этом случае, один из контролирующих гормонов, секретируемых поджелудочной железой ( глюкагон ), относится к контролируемой переменной (глюкозе) так же, как обычно при механизме обратной связи (секреция глюкагона уменьшается при увеличении уровня глюкозы). Однако, секреция другого гормона ( инсулина ) увеличивается при возрастании уровня глюкозы. При этом, поскольку глюкагон вызывает увеличение глюкозы в крови, а инсулин ее уменьшает, оба механизма приводят к одному и тому же конечному результату, а именно - к возвращению содержания глюкозы в крови к нормальному уровню. Таким образом, оба эти механизма представляют примеры отрицательной обратной связи, несмотря на то, что глюкоза стимулирует секрецию одного гормона и подавляет секрецию другого. Следует отметить, что в целом регуляция уровня глюкозы в крови включает в себя, помимо отмеченных на Рис.2-11 , много других элементов, которые требуют особого рассмотрения.
Приведенный пример показывает, что помимо управления и регуляции содержания гормонов в крови , система отрицательной обратной связи может регулировать также содержание других компонентов крови, таких как глюкоза , ионы натрия и кальция .
В других случаях эндокринной обратной связи объектом действия гормона могут быть не только компоненты крови, но и другие параметры, подверженные гормональной регуляции. Например, антидиуретический гормон вносит определенный вклад в регуляцию объема крови , и скорость его секреции регулируется, по крайней мере частично, системой, которая способна реагировать на изменение объема крови.
