В последнее время ученые установили, что сердце тоже является эндокринной железой. В предсердии осуществляется синтез натрийуретического гормона, оказывающего влияние на выделение почками натрия.
Детское место, или плацента, относится к временно функционирующим органам эндокринного характера. Здесь синтезируются гормоны, обеспечивающие нормальное протекание беременности.
Центральная нервная система продуцирует особые вещества – эндорфины и энкефалины, которые являются нейроэндокринными пептидами, или нейрогормонами. В связи с тем, что данные гормоны оказывают обезболивающее действие и производят эффект морфина, их часто называют эндогенными опиатами или морфоподобными пептидами.
В эндокринную систему входит самая крупная железа внутренней секреции – щитовидная, но ее анатомия, физиология и механизм действия секретируемых гормонов будут рассмотрены отдельно.
Щитовидная железа, анатомия, физиология и функции
Щитовидная железа является железой внутренней секреции, вырабатывающей ряд специфических гормонов, необходимых для поддержания гомеостаза. Ее название возникло от греческого слова thyroidea, что в переводе означает «щит». Действительно, она как бы защищает своим щитом гортань и верхние дыхательные органы. Международное название щитовидной железы – тиреоидная железа. Она имеет форму бабочки с расправленными крыльями или подковы.
История исследования щитовидной железы
Письменные источники свидетельствуют, что о существовании щитовидной железы было известно задолго до нашей эры, но авторы древних медицинских трактатов ограничивались только описанием патологий (кретинизма, зоба) и не связывали заболевания с нарушением функции щитовидной железы. Самые ранние упоминания о зобе содержатся в книге «Хуан-Ти-Ней-Чин», написанной в 2697 (2597) г. до н. э. Известно, что в Древнем Китае для лечения данных заболеваний успешно использовали морские водоросли, насыщенные йодом.
Существуют работы Цельсия и Гиппократа, в которых изложены симптомы зоба, но только во II в. н. э. Гален впервые воспроизвел морфологическое описание эндокринной железы, рассматривая ее как часть голосового аппарата. Более полно орган был изучен А. Везалием (1543 г.). В 1656 г. эндокринное образование впервые было названо Т. Вартоном щитовидной железой. Длительное время (до середины XIX в.) ее функция и роль в процессе жизнедеятельности организма, оставались неопределенными. Ученые предполагали, что данная железа выделяет специальные вещества, предназначенные для органов трахеи и голосового аппарата, или отводили ей определенную роль в работе кровеносной системы как сосудистого органа, препятствующего избыточному поступлению крови в головной мозг.
Интенсивное изучение щитовидной железы началось в XIX в. Впервые гипотеза о свойственной этой железе внутренней секреции была подтверждена исследованиями Т. Кинга в 1836 г. В середине XIX в. были проведены операции по ее удалению и опубликованы материалы по изучению состояния больных. В 1880 г. В. Галл описал симптомы и клинику микседемы, вызванной патологией функции щитовидной железы. В 1892 г. для лечения этого заболевания Т. Мерреем, Дж. Фоксом и Ф. Макензи была предложена заместительная терапия фрагментами ткани щитовидной железы. И только в конце XIX в. (1896 г.) немецкий биохимик Е. Бауман установил взаимосвязь между недостатком йода в организме и деятельностью эндокринного органа и доказал, что йод секретируется в щитовидной железе.
Тиреоидный гормон тироксин, выделяемый ею, был получен в 1915 г. Э. Кендаллом, а расшифровка его химической структуры и синтез были осуществлены Дж. Харрингтоном и Дж. Бартером в 1927 г. Во 2-й половине XX в. Дж. Гросс и А. Пит-Риверс открыли новый гормон щитовидной железы – трийодтиронин, обладающий более высоким уровнем биологической активности.
О йоде и его значении для нормального функционирования щитовидной железы следует знать некоторые подробности.
Йод и его свойства
Иод (лат. Iodum, Jodum) является одним из элементов периодической системы Д. И. Менделеева и принадлежит к галогенам – химическим элементам, существующим в природе исключительно в виде солей.
Он был открыт в 1811 г. французским химиком Б. Куртуа. Проводя опыт и подвергая нагреванию золу морских водорослей, смешанную с серной кислотой, он обратил внимание на выделяющийся фиолетовый пар, который оседал вокруг него в виде черно-серых блестящих кристаллов. Окраска пара дала название новому элементу. Позже, в 1813 г. знаменитый Ж. Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви придали ему статус химического элемента. Данный элемент в медицине и биологии называют йодом, в химии – иодом, чем объясняется его двойное написание.
При нормальной температуре йод испаряется, а при слабом нагревании возгоняется и оседает в виде кристаллов. Он плохо растворим в воде, но активен в органических растворителях. При взаимодействии с бескислородными растворителями жидкость приобретает фиолетовый цвет, а с кислородосодержащими – бурый. Йод адсорбируется на крахмале и придает ему темно-синюю окраску.
Для данного элемента характерна переменная валентность – степень окисления. Он образует иодиды, иодаты, иодноводородную, иодноватистую, йодистую, йодноватую и йодную кислоты. Элементарный йод является сильным окислителем.
Иод содержится в земной коре (в мантии и магме), а также в образованных из них базальтах и гранитах. Основные запасы этого элемента сосредоточены в биосфере. Так называемым биогенным резервуаром его концентрации является Мировой океан, особенно морские организмы – водоросли, губки и др. В 1 м3 воздуха приморского побережья содержится около 50 мкг йода.
В биосфере регулярно осуществляется йодообмен. Сначала соединения йода, испаряясь с поверхности океанов и морей, поднимаются в атмосферу и ветрами разносятся по континентам. Из атмосферы они легко поглощаются органическими веществами, содержащимися в почвах и морском иле (адсорбция). Из почвы йод забирают растения и выделяют его в окружающую среду, а затем он оседает на водных поверхностях и возвращается в океан.
При наслоении иловых осадочных пород происходит обратный процесс (десорбция), в результате которого определенная часть соединений йода проникает в подземные воды и способствует образованию минеральных вод, имеющих название йодобромных. Содержание йода в 1 л таких вод составляет более 100 мг.
Как химическому элементу ему свойственны рассеянность и подвижность. Рассеянность в биосфере проявляется многообразием форм соединений, а подвижность характеризуется неравномерностью распределения в природе. Последнее свойство играет важнейшую роль в жизнедеятельности живых организмов, так как нарушения их нормального функционирования возникают при низкой концентрации данного элемента в географических зонах. Снижение концентрации соединений йода обуславливают несколько факторов:
1) отдаленность от морей и океанов, превращающая внутриконтинентальные районы в обедненные йодом зоны (количество йода в атмосфере горных и континентальных областей составляет всего 0,2–1 мкг);
2) природный рельеф местности – в равнинных районах содержание йода в биосфере выше, чем в высокогорных, так как горные массивы препятствуют воздействию морских ветров;
3) особые свойства почв и вод, которые способствуют накоплению элемента (щелочные) или приводят к его выносу (кислотные).
Концентраторы йода – морские водоросли (ламинария, фукус, филлофора) – накапливают до 1 % йода, а морские губки – до 8,5 %.
В организм человека йод поступает с пищей, водой и воздухом. Всасывание этого элемента происходит частично в тонком кишечнике и мышцах, но основное количество сосредотачивается в щитовидной железе, где при его участии осуществляются биосинтез тиреоидных гормонов, влияющих на обмен веществ, сердечно-сосудистую, нервную и половую системы, накопление энергии, сохранение устойчивости иммунитета и поддержание гомеостаза. Иод выделяется почками, молочными и слюнными железами.