Функциональная деятельность желез внутренней секреции в процессе старения

Возрастная эволюция гормональной регуляции в организме человека неразрывно связана с онтогенезом нервной системы - этой высшей системы, объединяющей деятельность всего организма. Деятельность всех желез внутренней секреции находится под непосредственным контролем нервной системы. В ряде случаев эндокринный орган является результатом дифференциации нервной ткани. Так, например, задняя часть гипофиза образовалась в результате разрастания дна третьего желудочка мозга. Мозговая часть надпочечника состоит, помимо хромафинных клеток, также и из ганглионарных симпатических клеток. Нервная система регулирует поступление гормонов в кровь и обеспечивает единство и взаимодействие всех органов организма двумя механизмами: нервным и нейрогуморальным.

Гуморальная регуляция функций и обмена веществ организма достигается в результате деятельности всех желез внутренней секреции в их тесной взаимосвязи и под непосредственным контролем нервной системы. Немалая роль в этой регуляции принадлежит большим полушариям мозга. В свою очередь гормоны оказывают существенное влияние на функцию мозга и высшую нервную деятельность. Например, чрезмерное повышение возбудимости центральной нервной системы ведет к повышению функции щитовидной железы, а снижение функции или удаление этой железы вызывает умственную отсталость. Развитие желез внутренней секреции человека происходит неравномерно. Такие железы, как-то: эпифиз, тимус, инсулярный аппарат поджелудочной железы и надпочечники - достигают своего наибольшего развития уже в раннем онтогенезе. Ряд желез внутренней секреции, как например щитовидная и половые железы, достигают наибольшего развития только в поздней молодости и ранней зрелости (рис. 14). Дальнейшая их судьба также различна. Быстрее всех подвергается инволюции (обратному развитию) эпифиз. Немного позднее атрофируется тимус. Инсулярный аппарат поджелудочной железы сохраняет свою функциональную полноценность на протяжении жизни и только снижает ее к старости. В более глубоком возрасте наступают изменения и в других железах, особенно четко это проявляется на половых железах. Правда, имеются указания на их достаточную функцию у ряда лиц и в глубокой старости. Как уже было указано выше, многие исследователи делали попытку весь комплекс старческих возрастных изменений отнести за счет инволюции желез внутренней секреции с последующей гормональной недостаточностью. Однако дальнейшие исследования показали, что атрофия какой-нибудь одной эндокринной железы или группы желез, а также кастрация не приводят непосредственно к преждевременной старости. Исходя из этого, некоторые исследователи высказывают предположение, что понижение активности эндокринных желез является своего рода приспособлением этой системы к общей цепи старческой инволюции. Выяснилось, что эндокринные железы стариков сохраняют способность реагировать на раздражения, а излишняя их активность в этом возрасте отрицательно сказывается на состоянии организма. Изменение эндокринных желез в процессе старения похоже на изменение, имеющее место при продолжительной пищевой недостаточности. Однако эндокринная система при старении человека не просто регрессирует, а приобретает особый характер деятельности. Уменьшение активности одних гормонов сопровождается усилением других. К сожалению, на данном этапе имеются только отдельные, разрозненные наблюдения о функции желез внутренней секреции в процессе старения.

Рис. 14. Возрастные изменения веса желез внутренней секреции у человека: 1 - семенники, 2 - гипофиз, 3 - щитовидная железа, 4 - надпочечники, 5 - яичники. Вес гипофиза указан в сантиграммах, остальных желез в граммах (по Россель и Рулье)

Гипофиз - это железа небольшой величины, вырабатывающая ряд различных гормонов. Находится она у основания мозга. Гипофиз состоит из трех долей: передней, средней и задней.

В настоящее время насчитывается более 22 гормонов гипофиза, из которых 12 вырабатываются передней долей, железистой или аденогипофизом. Отдельные из них пока не изучены и не установлено, являются ли они самостоятельными гормонами или разными фракциями одного гормона. Наиболее исследованы гормоны: влияющий на рост всех органов и тканей; содействующий развитию половых желез; усиливающий функцию щитовидной железы; регулирующий углеводный, белковый, жировой обмен и т. д.; гормоны задней доли гипофиза или неврогипофиза, которые действуют на тонус гладкой мускулатуры кишечника, повышают кровяное давление и т. д.; антидиуретический гормон, оказывающий влияние на мочеотделение, и др. В средней доли образуется меланоформный гормон, который действует на пигментные клетки. Роль его у млекопитающих пока точно не выяснена.

Таким образом, под воздействием гипофиза находится функциональная деятельность почти всех желез внутренней секреции. В свою очередь некоторые железы имеют большое влияние на его функцию. Так, например, гормоны половых желез оказывают тормозящее влияние на функцию гипофиза. При чрезмерно повышенной или пониженной функции гипофиза у человека развивается целый ряд нарушений в деятельности организма. После удаления этой железы у животных усиливается окисление жиров, в то время как роль белков и углеводов в энергии организма уменьшается. Однако с возрастом разница в обмене веществ между нормальными и оперированными животными сглаживается. Что касается нарушений в жировом обмене, то среди исследователей существуют разногласия. Некоторые считают, что так называемое "гипофизарное ожирение" наступает только в том случае, когда гипофиз удален не полностью. Другие полагают, что только поражение гипоталамических центров при хирургическом вмешательстве приводит к "гипофизарному ожирению". В случае полного удаления гипофиза и сохранности гипоталамических центров развивается истощение организма.

Проводилось исследование на белых крысах по выяснению влияния удаления гипофиза на метаболизм животных различных возрастных групп. Было установлено, что чем старше животные, тем больше влияет эта операция на падение веса. Одновременно выяснилось, что и продолжительность их жизни также уменьшается. По мнению некоторых авторов, гипофизарная недостаточность является первопричиной процесса старения. По их утверждениям, в этиологии вазомоторных сосудистых расстройств и нейровегетативной неустойчивости, характерных для периода критического возраста, большая роль принадлежат гипофизу. В этот момент обнаружена повышенная функция гипофиза при снижении функции половых желез. Функция коры надпочечников остается нормальной, в то время как реактивность гипофиза исчезает. По мнению других исследователей, функция гипофиза у стариков находится в покое, а гипофизарноадреналовая система до глубокой старости остается нормальной. Таким образом, у исследователей нет оснований утверждать, что физиологическая активность гипофиза у стариков понижена.

Удаление гипофиза ведет также к остановке роста, угасанию половой функции, атрофическим изменениям в ряде других желез внутренней секреции: щитовидной железе, коре надпочечников и др. Возрастные изменения функции гипофиза пока мало изучены.

Рост гипофиза продолжается до 45-летнего возраста. У 20-летнего человека объем гипофиза равен 0,47 см³. К 45 годам его объем достигает 0,65 см³, а в 60 лет он равен 0,64 см³. Максимальный вес гипофиза отмечен в 40-75-летнем возрасте, а затем происходит его уменьшение.

Для аденогипофиза старческого возраста характерным является не столько падение веса, сколько инвазия задней доли его базофилами с последующей пигментацией ее. Некоторые и рассматривают эту инвазию как одну из причин старения. Что касается функции нейрогипофиза в процессе старения, то исследования, проведенные на крупном рогатом скоте, показали, что антидиуретическая активность железы достигает своего максимума у новорожденных, а затем постепенно снижается к старости. Окситотическая активность достигает своего максимума у годовалых животных, затем падает, но к старости опять выравнивается. При изучении возрастных изменений антидиуретической активности нейрогипофиза у человека данные оказались аналогичными.

Вскрытие трупов старше 40-летнего возраста показало, что средний вес гипофиза уменьшается. В передней доли наблюдаются склеротические изменения. Привлекает внимание уменьшение числа эозинофильных клеток и увеличение числа базофильных. Ядра последних богаты хроматином, иногда в них можно обнаружить вакуоли. У глубоких стариков в ряде случаев в передней доли изменения аналогичны наблюдающимся при гипофункции или истощении железы, при хронических инфекциях.

Однако у многих стариков гипофиз сохраняет свою активность в достаточной степени.

Щитовидная железа. Состоит из двух долей и перешейка между ними. В щитовидной железе образуются гормоны тироксин, трийодтиронин и дийодтирозин, действие которого противоположно тироксину. Тироксин повышает основной обмен, влияя на белковый, углеводный и жировой, и тем самым ускоряет рост организма. Изучено его влияние и на центральную нервную систему. Удаление щитовидной железы ведет к снижению функциональной деятельности нервной системы.

Что касается веса щитовидной железы в процессе старения, то данные исследователей расходятся. Одни считают, что после 60-летнего возраста вес ее уменьшается, в то время как другие утверждают, что он остается постоянным. Изменение веса еще не является показателем изменения инкреторной функции. Обнаружено, что максимальное развитие щитовидной железы и ее инкреции имеет место в период половой зрелости. Активность щитовидной железы у старых животных значительно снижается. Выведение радиоактивного йода из щитовидной железы старых крыс замедленно.

Имеет ли место недостаточность щитовидной железы у стариков, пока точно не установлено. Как известно, одной из функций щитовидной железы является регуляция окислительного процесса в тканях. У людей пожилого возраста поглощение йода тканью щитовидной железы ослабевает, но в то же время содержание связанного с белком йода в сыворотке не изменяется. Реакция щитовидной железы на гипофизарную стимуляцию с возрастом становится слабее. Исследования показали, что у престарелых людей имеет место низкий метаболизм, кожные трофические расстройства, выпадение волос, складчатая сухая кожа, понижение мышечного тонуса, а также быстрая психическая и физическая утомляемость.

С другой стороны, при удалении щитовидной железы, а также при тиреоидной недостаточности развиваются симптомы преждевременного старения. На основании этого некоторые авторы весь процесс старения объясняют изменениями функций щитовидной железы. Но как выяснилось в дальнейшем, процесс старения много сложнее, чем представлялось многим исследователям, и объяснить его только изменениями в щитовидной железе нельзя.

Введение экстракта щитовидной железы не приостанавливает выпадение волос у стариков, в то время как при заболевании микседемой под влиянием тироксина этот процесс подвергается обратному развитию. Нарушения интеллекта, характерного при понижении функции щитовидной железы у стариков, не наблюдалось. Следовательно, гипотиреоз и старение не один и тот же процесс. Будет более правильным рассматривать понижение функции щитовидной железы не как первичное явление, не как причину, а как следствие.

Понижение основного обмена у старых людей объясняется не общим снижением клеточного метаболизма, а только уменьшением числа активных клеток. Есть предположение, что к старости заметно снижается восприимчивость ткани к гормону, теряется способность к максимальному окислению, типичному для зрелого возраста.

Таким образом, нет основания предполагать инволюцию щитовидной железы в процессе старения. Характерных патологических изменений в щитовидной железе у стариков не обнаруживается. Однако отмечено некоторое уменьшение объема фолликулов, тиреогенных клеток, а также и количества коллоида. Изменяется и качество коллоида, он становится менее плотным, окрашиваясь в бледный цвет. Эпителиальные элементы желез подвергаются атрофии, клетки эпителия становятся более плоскими. Наблюдается разрастание соединительной ткани, постепенно коллоид полностью исчезает.

Паращитовидные железы. Расположены на задней поверхности щитовидной железы. Они регулируют обмен кальция в организме человека и животных, без чего жизнь невозможна, так как кальций необходим для нормальной деятельности нервной системы и мышц. После их удаления наступают судороги и смерть. Недостаточность функции паращитовидных желез вызывает у человека судорожную болезнь. Наоборот, повышенная их функция ведет к избыточному окостенению и повышению содержания кальция в крови с сопутствующими симптомами. Гормон паращитовидной железы - паратиреоидин регулирует содержание кальция в крови, отложение его в костях и способствует связыванию кальция белками и фосфатами. На обмен кальция гормон не оказывает непосредственного действия, а происходит он только через печень. Гормон гипофиза усиливает функции паращитовидной железы. После удаления гипофиза происходит атрофия этих желез.

В процессе старения паращитовидные железы ведут себя различно в зависимости от пола. У женщин они увеличиваются до 50-летнего возраста, у мужчин достигают своего максимума к 20-30 годам, после чего наблюдается их инволюция. Соединительная ткань подвергается гиперплазии. Между клетками, а также и внутри их обнаруживается коллоид.

Надпочечники. Расположены над верхним краем почек. Каждая железа состоит из двух слоев - наружного коркового и внутреннего мозгового. Своего максимального веса надпочечники достигают к 30-40 годам. У мужчин в это время средний вес их 13,91 г и у женщин - 12,16 г. В преклонном возрасте железы содержат намного больше мозгового вещества, чем коркового. Ткани коркового и мозгового слоя составляют отдельные железы внутренней секреции и продуцируют разные гормоны. При пониженной функции коры надпочечников развивается тяжелое заболевание - Аддисонова, или бронзовая, болезнь. Повышенная функция вызывает раннее половое созревание. Из коры надпочечников в настоящее время уже выделено около 28 различных, активно действующих веществ, так называемых кортикостероидов. По своей структуре они близки к железам половых гормонов. Мозговое вещество надпочечников выделяет гормон адреналин и небольшое количество норадреналина. Адреналин действует на обмен веществ, особенно углеводный, а также увеличивает секрецию инсулина. Надпочечники функционируют в тесной связи с другими железами. При удалении щитовидной железы могут наблюдаться дегенеративные процессы в надпочечниках.

Кора надпочечников подразделяется на три зоны: клубочковую, пучковую и сетчатую. Выяснилось, что в онтогенезе наиболее постоянной структурой является пучковая зона. В период молодости и зрелости особенно развиваются клубочковая и сетчатая зоны, а в процессе старения в них происходят весьма четкие изменения. Ткань пучковой зоны, наоборот, увеличивается. Эти изменения отражаются и на выработке ими гормонов. Происходит снижение продукции минералокортикоидов и андростероидов и увеличение гидрокортизона.

Максимальное образование кортикоидов происходит в 30-летнем возрасте. В старческом, наоборот, наблюдается снижение их. Так, у стариков (64-90 лет) суточное содержание в моче 17-кетостероидов снижалось до 4 мг, у старух того же возраста - до 2,7 мг. Вскрытие трупов пожилых людей показывает, что поверхность надпочечников в ряде случаев бывает неровная, бугристая. Внутрижелезистая ткань слабо развита, можно наблюдать склеротические тяжи капсулярного и сосудистого происхождения. Собственная мембрана, напротив, уплотнена, а иногда и инкрустирована солями кальция и в ряде случаев содержит несколько фиброзных тяжей.

Все это не дает основания утверждать, что в пожилом возрасте проявляется недостаточность функции надпочечников, а скорее указывает на покой желез в соответствии с понижением общего обмена в организме. Можно предполагать лишь частичную инволюцию надпочечников, при которой они еще сохраняют свою способность реагировать на различные стимулирующие вещества. В некоторых случаях и в 90 лет надпочечники имеют нормальный вид.

Поджелудочная железа. Является органом внешней и внутренней секреции. Ее ткань состоит из двух видов: ткани, выделяющей поджелудочный сок, и островков Лангерганса. При удалении поджелудочной железы или при ее пониженной деятельности развивается тяжелое заболевание - сахарный диабет. Островки Лангерганса вырабатывают гормон - инсулин. Его основная функция заключается в том, что он способствует повышенному использованию глюкозы тканями. Введение инсулина резко понижает содержание сахара в крови. В этой железе вырабатываются еще два гормона - глюкоген и липокаин.

Установлено, что в молодости обычно в кровь поступает много инсулина, в старости эта способность значительно снижается или совсем исчезает. Уровень сахара в крови с возрастом все время увеличивается.

Насколько реактивность инсулярного аппарата в молодости велика, настолько в старом возрасте она резко снижена. Диабет после 60 лет не редкое явление. Это связано с целым рядом факторов, среди которых большое место принадлежит нарушению эндокринного равновесия. В более позднем возрасте диабет встречается значительно реже. Это указывает на то, что он не является болезнью старости. Некоторые связывают появление диабета после 60-летнего возраста с избыточным потреблением углеводов. Диабет у стариков чаще сопровождается по сравнению с молодыми сердечно-сосудистыми, коронарными и почечными расстройствами.

Половые железы. Установлено, что понижение секреции андрогенных и эстрогенных гормонов наступает рано, начиная с 20-летнего возраста, как у мужчин, так и у женщин. Дегенерация фолликулов яичников наблюдается уже спустя 5 лет после наступления климакса. Постепенно яичники женщины подвергаются полной атрофии, превращаясь в клубок фиброзной ткани.

Поверхностный эпителий остается без существенных изменений. Соединительная ткань стромы мозговой части богата клетками до глубокой старости.

У мужчин наиболее выраженные изменения наблюдаются в семявыносящих канальцах. В связи с возрастными изменениями базальная мембрана и наружная оболочка канальцев уплотняются. Она подвергается постепенно прогрессирующему склерозу. Сначала разрастается коллагеновая ткань, а затем возникает утолщение эластических волокон. С возрастом происходит замещение сперматогенных элементов канальцев соединительной тканью, что в ряде случаев приводит к прогрессирующему склерозу. Что касается интерстициальных клеток, то установить зависимость между их числом и возрастом не удалось.

Таким образом, изучение функциональной деятельности желез внутренней секреции в процессе старения позволило выявить ряд характерных изменений. Прежде всего выяснилось, что уровень и качество инкреции самих желез изменяются. Взаимоотношение между отдельными железами внутренней секреции приобретает иной характер по сравнению с молодым возрастом. Могут наблюдаться изменения и в нервной (ведущей) регуляции жизнедеятельности эндокринных желез. Изменяется и восприимчивость тканей к гормональным воздействиям.