Гормональне регулювання процесів зростання та розвитку організму. Гормональне регулювання зростання. Функції статевих залоз

Гіпоталамус виділяє два протилежно діючі гормони - рилізинг-фактор і соматостатин, які прямують в аденогіпофіз і регулюють вироблення та виділення гормону росту. Досі невідомо, що сильніше стимулює викид гормону росту з гіпофізу – збільшення концентрації рилізинг-фактору або зменшення вмісту соматостатину. Гормон росту секретується не рівномірно, а епізодично, 3-4 рази на протязі дня. Посилення секреції гормону росту відбувається під впливом голодування, важкої м'язової роботи, а також під час глибокого сну: недарма, мабуть, народна традиціястверджує, що діти ростуть ночами. З віком секреція гормону росту зменшується, проте не припиняється протягом усього життя. Адже у дорослої людини процеси зростання продовжуються, тільки вони вже не призводять до наростання маси та числа клітин, а забезпечують заміну застарілих, які відпрацювали клітин новими.

Визначається гіпофізом гормон зростання справляє два різні на клітини організму. Перше - безпосереднє - дія у тому, що у клітинах посилюється розпад накопичених раніше запасів вуглеводів і жирів, їх мобілізація потреб енергетичного і пластичного обміну. Друга – опосередкована – дія здійснюється за участю печінки. У її клітинах під впливом гормону росту виробляються речовини-посередники – соматомедини, які вже впливають на всі клітини тіла. Під упливом соматомединов посилюється зростання кісток, синтез білка і поділ клітин, тобто. відбуваються ті процеси, які прийнято називати «зростом». При цьому в процесах синтезу білка і клітинного поділу беруть участь молекули жирних кислот і вуглеводів, що вивільняються завдяки дії гормону росту.

Якщо вироблення гормону зростання знижено, то дитина не зростає і стає карликом.При цьому він зберігає нормальну статуру. Зростання може також передчасно припинитися через порушення у синтезі соматомединів (вважається, що ця речовина з генетичних причин не виробляється в печінці пігмеїв, що мають у дорослому стані зростання 7-10-річної дитини). Навпаки, гіперсекреція гормону росту в дітей віком (наприклад, внаслідок розвитку доброякісної пухлини гіпофіза) може призвести до гігантизму.Якщо гіперсекреція починається після того, як під впливом статевих гормонів вже завершується окостеніння хрящових ділянок кісток, формується акромегалія- непропорційно подовжуються кінцівки, кисті та стопи, ніс, підборіддя та інші кінцеві частини тіла, а також язик та травні органи. Порушення ендокринної регуляції у хворих на акромегалію нерідко веде до різним захворюваннямобміну речовин, у тому числі розвитку цукрового діабету. Своєчасно застосована гормональна терапія чи хірургічне втручання дозволяють уникнути найнебезпечнішого розвитку хвороби.

Гормон росту починає синтезуватися в гіпофізі людини на 12-му тижні внутрішньоутробного життя, а після 30-го тижня його концентрація в крові плода стає в 40 разів більшою, ніж у дорослого. До моменту народження концентрація гормону росту падає приблизно в 10 разів, але все ж таки залишається надзвичайно високою. У період від 2 до 7 років вміст гормону росту в крові дітей зберігається приблизно на постійному рівні, що у 2-3 рази перевищує рівень дорослих. Показово, що у цей період завершуються найбільш бурхливі ростові процеси на початок пубертата. Потім настає період значного зменшення рівня гормону – і зростання гальмується. Нове підвищення рівня гормону зростання хлопчиків відзначається після 13 років, причому його максимум відзначається в 15 років, тобто. саме в момент найінтенсивнішого збільшення розмірів тіла у підлітків. До 20 років вміст гормону росту в крові встановлюється на типовому для дорослих рівні.

З початком статевого дозрівання до регулювання ростових процесів активно включаються статеві гормони, що стимулюють анаболізм білків. Саме під дією андрогенів відбувається соматичне перетворення хлопчика на чоловіка, оскільки під впливом цього гормону прискорюється ріст кісткової та м'язової тканини. Підвищення концентрації андрогенів під час статевого дозрівання викликає стрибкоподібне збільшення лінійних розмірів тіла – відбувається пубертатний стрибок зростання. Однак після цього той же підвищений вміст андрогенів призводить до окостеніння зон росту в довгих кістках, внаслідок чого їх подальше зростання припиняється. У разі передчасного статевого дозрівання зростання тіла в довжину може початися надмірно рано, але рано закінчиться, і в результаті хлопчик залишиться «недомірком».

Андрогени стимулюють також посилене зростання м'язів та хрящових частин гортані, внаслідок чого у хлопчиків «ламається» голос, він стає значно нижчим. Анаболічна дія андрогенів поширюється на всі скелетні м'язи тіла, завдяки чому м'язи у чоловіків розвинені набагато більше, ніж у жінок. Жіночі естрогени мають менш виражену, ніж андрогени, анаболічну дію. З цієї причини у дівчаток у пубертатний період збільшення м'язів та довжини тіла менше, а пубертатний стрибок зростання слабше виражений, ніж у хлопчиків.

Гіпоталамус виділяє два протилежно діючі гормони - рилізинг-фактор і соматостатин, які прямують в аденогіпофіз і регулюють вироблення та виділення гормону росту. Досі невідомо, що сильніше стимулює викид гормону росту з гіпофізу – збільшення концентрації рилізинг-фактору або зменшення вмісту соматостатину. Гормон росту секретується не рівномірно, а епізодично, 3-4 рази на протязі дня. Посилення секреції гормону зростання відбувається під впливом голодування, важкої м'язової роботи, а також під час глибокого сну: недарма, мабуть, народна традиція стверджує, що діти ростуть ночами. З віком секреція гормону зростання зменшується, проте не припиняється протягом усього життя. Адже у дорослої людини процеси зростання продовжуються, тільки вони вже не призводять до наростання маси та числа клітин, а забезпечують заміну застарілих, які відпрацювали клітин новими.

Визначається гіпофізом гормон зростання справляє два різні на клітини організму. Перше - безпосереднє - дія у тому, що у клітинах посилюється розпад накопичених раніше запасів вуглеводів і жирів, їх мобілізація потреб енергетичного і пластичного обміну. Друга – опосередкована – дія здійснюється за участю печінки. У її клітинах під впливом гормону росту виробляються речовини-посередники - соматомедини, які вже впливають на всі клітини тіла. Під впливом соматомединов посилюється зростання кісток, синтез білка і поділ клітин, тобто. відбуваються ті процеси, які прийнято називати «зростом». При цьому в процесах синтезу білка і клітинного поділу беруть участь молекули жирних кислот і вуглеводів, що вивільняються завдяки дії гормону росту.

Якщо вироблення гормону росту знижена, то дитина не зростає і стає карликом.При цьому він зберігає нормальну статуру. Зростання може також передчасно припинитися через порушення у синтезі соматомединів (вважається, що ця речовина з генетичних причин не виробляється в печінці пігмеїв, що мають у дорослому стані зростання 7-10-річної дитини).

Гормон росту починає синтезуватися в гіпофізі людини на 12-му тижні внутрішньоутробного життя, а після 30-го тижня його концентрація в крові плода стає в 40 разів більшою, ніж у дорослого. До моменту народження концентрація гормону росту падає приблизно в 10 разів, але все ж таки залишається надзвичайно високою. У період від 2 до 7 років вміст гормону росту в крові дітей зберігається приблизно на постійному рівні, що у 2-3 рази перевищує рівень дорослих. Показово, що у цей період завершуються найбільш бурхливі ростові процеси на початок пубертата. Потім настає період значного зменшення рівня гормону – і зростання гальмується. Нове підвищення рівня гормону зростання у хлопчиків відзначається після 13 років, причому його максимум відзначається в 15 років, тобто. саме в момент найінтенсивнішого збільшення розмірів тіла у підлітків. До 20 років вміст гормону росту в крові встановлюється на типовому для дорослих рівні.

Зростання людини є результатом взаємодії великої кількостіфакторів, які умовно можна розділити на генетичні, нейроендокринні, соматичні, а також фактори зовнішнього середовища.

Генне регулювання зростання

Процес зростання кожної людини контролюється індивідуальною генетичною програмою. В ембріональному та фетальному періодах починають функціонувати окремі регуляторні та структурні гени, що призводить до зміни синтезу білків, ліпопротеїдів, глікопротеїдів у заданий генетичній програмі час. Гени, які змінюють свої функції після досягнення певних етапів диференціювання, отримали назву "хромогени".

Мутації хроногенів призводять до відхилень у розвитку клітинних генерацій, виявляються передчасним чи пізнім диференціюванням. Аналогами цих генів можна вважати гени перемикання синтезу білків. Ці гени забезпечують перебудову типів синтезованих білків (наприклад, ембріонального гемоглобіну на фетальний гемоглобін, а потім на гемоглобін дорослого типу). Якщо якісь фактори зумовили затримку росту плода до періоду генного перемикання, то порушений ріст тканин дитини після народження не відновлюється, це спостерігається при внутрішньоутробних інфекціях, при алкогольному синдромі плода та ін. , коли в різних органах (наприклад, при дослідженні біоптатів) виявляються клітини та тканини ембріонального типу.

Безумовно, на показники зростання впливають гени X- та Y-хромосоми. Так, при народженні хлопчики мають велику масу, довжину тіла, об'єм голови. У постнатальному періоді Y-хромосома затримує дозрівання скелета і зумовлює більш пізню появу пубертатних змін. У той самий час вона визначає великі показники дефінітивного зростання чоловіків. З іншого боку, наявність лише однієї Х-хромосоми при синдромі Шерешевського-Тернера призводить до затримки зростання, а зайвої ФС – хромосоми при синдромі Клайнфельтера – до високого зростання хлопчиків. Такий вплив статевих хромосом не опосередкований гормонами. Практично на всіх аутосомах розташовані протоонкогени, що контролюють процеси нормального зростання та диференціювання клітин, та антионкогени, що зупиняють клітинне зростання на певних етапах.

Дослідження в області генної регуляції росту призвели до відкриття гомеобокс-генів, що кодують синтез тканинних білків, специфічних для певних етапів розвитку тканин. Білки синтезуються під контролем гомеобокс-генів, при взаємодії з факторами зовнішнього середовища та стабілізують або змінюють експресію цілої ієрархії генів, що визначають ріст, диференціювання та морфогенез. Вважається, що гомеобокс-гени регулюють симетричну будову тіла, формування парних органів.

Під генним контролем знаходиться синтез всіх гормонів і факторів, що регулюють синтез білків, що зв'язують гормони, а також клітинні рецептори до гормонів.

Наявністю різниці у сімейних та етнічних антропометричних показниках ще раз підтверджує роль генетичних факторів у регуляції зростання. Найважливішим проявом генної регуляції зростання є здатність організму стабілізувати процеси зростання та повертатися до заданої програми у тих випадках, коли фізичний розвиток порушується під впливом несприятливих зовнішніх факторів (голодування, інфекції та ін.).

Нейроендокринне регулювання зростання

Провідну роль процесах регуляції постнатального зростання грає гормон передній частки гіпофізу - соматотропин (СТГ) чи гормон зростання (ГР). Головний ефект соматотропіну - стимуляція росту хряща - пов'язаний з підвищеним поглинанням та включенням його в хондроїтинсульфат, з посиленим поглинанням амінокислот та включенням їх у синтез білка і нарешті. При короткочасному впливі СТГ має інсуліноподібну дію на м'язи, полегшуючи поглинання ними глюкози.

Однак в умовах тривалого впливу розвивається інсулінорезистентність, і тому СТГ вважається одним із фізіологічних антагоністів інсуліну. У поєднанні з глюкокортикоїдами СТГ сприяє ліполізу жирових клітин, збільшення рівня вільних жирних кислот у крові, підвищеному утворенню кетонових тіл. СТГ бере участь у механізмах гіпертрофії тканин.

Секреція СТГ активізує соматоліберин – гормоном гіпоталамуса та пригнічується соматостатином, що проявляється у гіпоталамусі та інших відділах ЦНС. Соматостатин продукують також клітини підшлункової залози та кишечника, у яких його секреція контролюється місцевими механізмами. Секрецію СТГ підвищують інсулін, деякі амінокислоти (аргінін, лейцин, триптофан), дофамін, норадреналін, ендогенні опіати, естрогени, анаболічні стероїди. Пригнічується вона при гіперглікемії, ожирінні, недостатності функції. щитовидної залози.

Секреція гормону росту гіпофізом відбувається нерівномірно – викидами. За добу відбувається 5-9 дискретних викидів гормону. Максимальна концентрація СТГ у крові реєструється під час сну та після фізичних навантажень. Протягом більшої частини доби рівень його у крові здорових дітей дуже низький і відповідає такому у дітей із недостатністю гіпофізу. Низький вихідний рівень та пульсуючий характер секреції СТГ зумовлюють відомі труднощідіагностики дефіциту гормону Тому широкого застосування отримали провокаційні тести. У крові СТГ знаходиться у зв'язаному стані зі специфічними СТГ-зв'язуючими білками.

Дія соматотропіну (крім транспорту амінокислот та ліполізу) опосередковується через утворення в печінці вторинних гормональних агентів – соматомединів. Відомі 2 варіанти соматомединів: А та С, які тепер називають інсуліноподібний фактор росту (ІФР -2 та 1). Всі соматомедини на клітинному рівні стимулюють ріст хряща, синтез протеогліканів, білка та нуклеїнових кислот. Транспорт ІФР із печінки на периферію здійснюють 6 білків (білки, що зв'язують ІФР), найбільш активним серед яких є білок-3. Важливо наголосити, що сьогодні можливі генно-інженерний синтез і гормон росту, і ІФР, і білки, що пов'язують ІФР.

Крім СТГ та ІФР, ще ряд пептидних сполук з гормоноподібною дією мають регулюючий вплив на процеси тканинного росту. Це епідермальний фактор росту, фактор зростання, що продукується тромбоцитами, фактор зростання фібробластів, фактор росту нервів та ін. Відомі також місцеві фактори, що пригнічують ріст, – кейлони.

Особливе місце у регуляції процесів зростання та синтезу білка належить інсуліну. Він має загальну анаболічну дію, яка стримує атаболічний вплив глюкокортикоїдів на білковий обмін.

Істотний вплив на інтенсивність росту дитини мають гормони щитовидної залози. Вони стимулюють диференціювання кісткової тканини та лінійне зростання дитини завдяки стимуляції «етичного апарату клітин та відповідно синтезу білка, активації, процесів біоенергетики, що підвищує запаси вільної енергії, та необхідна для зростання.

Глюкокортикоїди відрізняються стримуючим впливом на розвиток довжини тіла. Вони збільшують катаболізм білка. У разі гіперпродукції глюкокортикоїдів порушується ондрогенез, остеогенез, проте вони стимулюють об'ємне зростання завдяки ліпогенетичному ефекту.

Стрибок зростання, спостерігається у дітей у пубертатному періоді, який залежить від наявності статевих гормонів, що стимулюють продукцію ІФР-1. Для нормальної мінералізації паросток та закриття епіфізів необхідні естрогени. Вони сприяють диференціювання тканин за рахунок активації остеобластів. У хлопчиків естрогени виробляються з тестостерону в жировій тканині та печінці. .

В антенатальному періоді зростання майбутньої дитини хоч і характеризується максимальними темпами, але мало залежить від цих гормонів. Власні гормони щитовидної залози майже не впливають на процеси зростання плода діти з вродженим атирозом або гіпотиреозом мають нормальну довжину тіла, але в них при народженні виявляються порушення процесів осифікації.

Для забезпечення нормального процесу зростання дитини потрібне нормальне функціонування всіх органів та систем. Серйозним стримуючим фактором зростання може бути хронічна гіпоксія. Захворювання, що супроводжуються хронічною нирковою, печінковою недостатністю, хронічною анемією, також стримують ріст дитини.

Вплив на зростання факторів зовнішнього середовища

В антенатальному періоді такі несприятливі фактори, як проникаюча радіація, хімічні агенти, мікроорганізми, здатні пошкодити генетичний апарат ембріона та плода, можуть призвести до серйозних порушень росту та розвитку майбутньої дитини. Велике значення для внутрішньоутробного розвитку має харчування матері та нормальна функція плаценти.

Захворювання матері, що призводять до хронічної гіпоксії плода, стримують ріст дитини. У постнатальному періоді найбільше значеннянабувають аліментарні та медико-соціальні фактори. Голодування, авітамінози, психоемоційний стрес призводять до затримки фізичного розвитку. Несприятливий вплив соціальних факторів на розвиток дитини призводить до психосоціального нанізму (психосоціальна депривація).

У вітчизняній літературі цей стан раніше називали госпіталізмом, але тепер його розвиток все частіше відзначається у дітей із соціопатичних сімей або у будинках дитини, але не у дитячих лікарнях. Відсутність догляду, виховання, достатньої рухової активності, порушення режиму сну, дефіцит білка, вітамінів, а також хронічний емоційний стрес, у випадках жорстокого поводження з дітьми, призводять до розвитку функціонального

Зростання організму. Механізми зростання, типи зростання. Регулювання зростання організму.

Зростання - це збільшення загальної маси у процесі розвитку, що веде до постійного збільшення розмірів організму.

Зростання забезпечується наступними механізмами˸ 1) збільшенням розміру клітин, 2) збільшенням числа клітин, 3) збільшенням неклітинної речовини, продуктів життєдіяльності клітин. У поняття зростання входить також особливий зсув обміну речовин, що сприяє процесам синтезу, надходження води та відкладення міжклітинної речовини. Зростання відбувається на клітинному, тканинному, органному та організмовому рівнях.

Розрізняють два типи зростання обмежений і необмежений. Необмежене зростання продовжується протягом усього онтогенезу, аж до смерті. Таке зростання мають, зокрема, риби. Багато інших хребетних характеризуються обмеженим зростанням, тобто. досить швидко виходять на плато своєї біомаси.

Характеристики зростання

1 – диференційністьь – різна швидкість зростання різних ділянках організму й у час.

2 – еквіфінальність- Прагнення досягти розмірів, типових для даного виду.

3 – аллометрія- Збереження в процесі зростання певних співвідношень між масою тіла і площею шкірної поверхні, опорно-руховим апаратом і м'язової масо і т.д.

4 – чергування періодів зростання та диференціювання

5 – у ссавців (і людини) – кінець зростання на період статевого дозрівання.

Регуляція зростання складна та різноманітна. Велике значення мають генетична конституція та фактори зовнішнього середовища. Майже кожен вид має генетичні лінії, що характеризуються граничними розмірами особин, такими, як карликові або, навпаки, гігантські форми. Генетична інформація полягає в певних генах, що детермінують довжину тіла, а також в інших генах, що взаємодіють між собою. Реалізація всієї інформації значною мірою обумовлена ​​за допомогою дії гормонів. Найбільш важливим із гормонів є соматотропін, що виділяється гіпофізом з моменту народження до підліткового періоду. Гормон щитовидної залози – тироксин – відіграє дуже велику роль протягом усього періоду зростання. З підліткового вікузростання контролюється стероїдними гормонами надниркових залоз та гонад. З факторів середовища найбільше значення мають харчування, пора року, психологічні дії.

Старіння та старість. Зміна органів прокуратури та систем органів у процесі старіння. Прояви старіння на молекулярно-генетичному, клітинному, тканинному, органному та організмовому рівнях.

Старість є стадією індивідуального розвитку, після досягнення якої в організмі спостерігаються закономірні зміни у фізичному стані, зовнішньому вигляді, емоційної сфери.

Старіння - загальнобіологічна закономірність «в'янення» організму, властива всім живим істотам.

Процес старіння захоплює всі рівні структурної організації особини – молекулярний, субклітинний, клітинний, тканинний, органний.

Як правило, після 40-50 років у людини виникають стійкі зовнішні прояви старіння, зокрема, шкірних покривів. З'являються зморшки, що утворюються через втрату підшкірної жирової тканини, пігментні плями, бородавки. Шкіра стає сухою і шорсткою у зв'язку із зменшенням кількості потових залоз, втрачається її еластичність, вона стає в'ялою.

Зростання організму. Механізми зростання, типи зростання. Регулювання зростання організму. - Поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Зростання організму. Механізми зростання, типи зростання. Регуляція зростання організму." 2015, 2017-2018.