Надпочечники расположены у человека над верхним краем каждой почки. У животных они различной формы и расположены несколько дальше от почек. Каждая железа состоит из двух слоев: 1) наружного коркового вещества, состоящего из интерреналовой ткани, 2) внутреннего мозгового вещества, состоящего из хромаффинной ткани. В первые месяцы внеутробной жизни корковое вещество преобладает над мозговым. Затем мозговое увеличивается в объеме, и у взрослого количество коркового и мозгового вещества почти одинаковое. В преклонном возрасте количество мозгового вещества почти вдвое больше, чем коркового.
Обе ткани надпочечников отличаются друг от друга по происхождению и функции. Корковое вещество происходит из мезодермы, а мозговое — из эктодермы. Впервые обе ткани объединены у амфибий.
В эмбриогенезе клетки, образующие зачаток коркового слоя, могут дать начало добавочным островкам корковой ткани в других органах: в области почек, печени, половых органов.
У взрослого человека корковый слой, надпочечников состоит из 4 зон: 1) верхней клубочковой, 2) очень узкой промежуточной, 3) средней, наиболее широкой, пучковой и 4) нижней сетчатой. С 20 до 50 лет клубочковая и сетчатая зоны наиболее широкие, а после 50 лет они уменьшаются до полного исчезновения, и за их счет увеличивается пучковая зона.
Скопления хромаффинной ткани имеются по ходу симпатической нервной системы, в яичнике, у разветвления брюшной аорты и у разветвления сонной артерии, где расположена каротидная железа.
Ткань коркового слоя и хромаффинная ткань — это отдельные железы внутренней секреции, выделяющие разные гормоны. Надпочечник обильно снабжается кровью. Через его сосуды на 1 г массы проходит в 1 мин 7 см3 крови. Мозговое вещество богато снабжено симпатическими нервными волокнами, поступающими по чревному нерву из симпатического солнечного узла.
Без надпочечников невозможна жизнь. После их удаления животные быстро погибают: например, собаки живут не более 3-5 суток. Пересадка надпочечников долгое время не удавалась, и только в последнее время удалось успешно осуществить ее у крыс.
Гормоны корковой ткани надпочечника
Из экстракта корковой ткани удалось выделить более 40 веществ, относимых к группе кортикостероидов, которые вызывают отдельные проявления физиологического действия коры надпочечников. По химической структуре кортикостероиды близки к гормонам половых желез. Некоторые кортикостероиды получены синтетическим путем. Несмотря на различное физиологическое действие, по своей химической структуре они очень близки друг другу.
По особенностям их действия они делятся на минералокортикоиды и глюкокортикоиды, или метаболокортикоиды. В корковом слое надпочечников секретируются также половые гормоны. Минералокортикоиды мало изменяют углеводный обмен и влияют в основном на минеральный и водный обмен. Глюкокортикоиды действуют главным образом на обмен углеводов, жиров и белков. Однако провести резкой границы между этими группами на основе их физиологического действия нельзя. К минералокортикоидам относятся следующие гормоны.
Дезоксикортикостерон
Заметно влияет на водно-солевой обмен и слабо влияет на углеводный обмен. Уменьшает выделение мочой натрия и хлора и увеличивает их содержание в крови и тканях. Увеличивает содержание калия в моче и уменьшает его содержание в крови и тканях. Так как он повышает реабсорбцию воды в канальцах почек, то вызывает увеличение содержания воды в тканях, что может привести к отекам. Повышает артериальное давление. Сохраняет жизнь животных с удаленными надпочечниками. Влияние дезоксикортикостерона на восстановление работоспособности мышц обусловлено регуляцией баланса натрия и калия путем восстановления нормального соотношения этих ионов и нормальной клеточной проницаемости. При его введении быстро проходят мышечная слабость и повышенная утомляемость мышц.
Альдостерон
Обнаружен в очень небольших количествах в крови, оттекающей от надпочечников. Характеризуется высокой активностью: у животных с удаленными надпочечниками он по регуляции соотношения натрия и калия в моче в 100-120 раз эффективнее дезоксикортикостерона; по способности задерживать натрий — в 25-30 раз и по усилению выделения калия — в 5 раз. Альдостерон повышает пассивное всасывание воды в почках, увеличивая реабсорбцию натрия и хлора. Это увеличивает концентрацию поваренной соли в крови и тканях и задерживает воду в организме. Реабсорбцию калия он уменьшает, что приводит к потере калия и уменьшению его содержания в организме. Недостаток альдостероиа уменьшает реабсорбцию натрия в почках, что вследствие потери натрия может привести к смерти. Секреция альдостероиа увеличивается при недостатке ионов натрия и избытке ионов калия и тормозится при недостатке ионов калия и избытке ионов натрия в крови.
Вызывает отложение гликогена в печени у голодающих крыс с удаленными надпочечниками, т. е. обладает и некоторыми свойствами глюкокортикоидов.
Альдостерон не вызывает повышения кровяного давления у нормальных животных, а у животных с удаленными надпочечниками повышает его до нормы. Следует отметить, что секреция других кортикостероидов регулируется адренокортикотропным гормоном гипофиза, а альдостерон может выделяться надпочечниками и после удаления гипофиза.
Предполагается, что регуляция секреции альдостерона осуществляется подбугровой областью (без посредства гипофиза).
Количество минералокортикоидов зависит от количества ионов натрия и калия в организме.
К глюкокортикоидам относится кортикостерон, который влияет на углеводный обмен, оказывая слабое действие на солевой обмен. При отсутствии коры надпочечников не образуется гликоген под влиянием гормонов гипофиза. Кортикостерон и дегидрокортикостерон повышают уровень сахара в крови и устраняют вызванную удалением коры надпочечников гипогликемию. Наибольшее влияние на углеводный, жировой и белковый обмен оказывают гидрокортизон и 11-дегидро-17-оксикортикостерон, или кортизон. Эти глюкокортикоиды также повышают работоспособность мышцы, снижая ее утомляемость. Кортизон ускоряет заживление ран, усиливает образование гликогена из белков, выделение азота с мочой и задерживает расщепление углеводов и их превращение в жиры. Увеличивается содержание сахара в крови. На водно-минеральный обмен действует слабее дезоксикортикостерона и альдостерона. Вызывает задержку в организме ионов натрия и хлора, накопление в нем воды и усиленное выделение калия. При длительном введении в организм кортизон резко снижает образование адренокортикотропного гормона в передней доле аденогипофиза, что подавляет функцию коры надпочечников до полной ее атрофии. Подавляет также образование гормонов щитовидной железы, уменьшая образование тиреотропного гормона в передней доле аденогипофиза.
Дезоксикортикостерон усиливает рост молодых животных, а кортикостерон подавляет его. Кортикостерон и дезоксикортикостерон (в 3 раза меньше) подавляют действие антидиуретического, гормона. Поэтому при их отсутствии резко возрастает реабсорбция воды и нарушается ее выделение. Дезоксикортикостерон возбуждает, а кортизон подавляет образование антител.
В коре надпочечников обнаружены стероиды, действующие как половые гормоны. К ним относятся женские гормоны: эстрон, прогестерон — и мужские гормоны: адреностерон, андростендион и др. Кора надпочечников имеет отношение к половому развитию. После кастрации всегда наблюдается ее гипертрофия. При недоразвитии половых органов параллельно наблюдается и недоразвитие коры надпочечников. Введение экстракта коры надпочечника вызывает преждевременное половое созревание, более выраженное у самок, чем у самцов. Всякие болезненные изменения в коре надпочечников вызывают изменения полового развития вплоть до ложного развития признаков обоего пола.
Различные кортикостероиды образуются в разных зонах коркового слоя: минералокортикоиды — преимущественно в клубочковой, глюкокортикоиды — в пучковой, а половые гормоны — в сетчатой. В период полового созревания секреция кортикостероидов наибольшая.
Заболевания корковой ткани
Кора надпочечников имеет большее физиологическое значение, чем мозговое вещество. Удаление мозгового вещества у собак в условиях максимального сохранения коры надпочечника не сопровождается быстро развивающимися тяжелыми расстройствами и смертью.
При одновременном удалении обоих надпочечников животное погибает быстрее, чем после операции, произведенной в два приема с месячным промежутком. Более длительное выживание происходит за счет замещения функции удаленного надпочечника разрастающимися добавочными железками, содержащими интерреналовую ткань.
После удаления надпочечников у экспериментальных животных наблюдаются потеря аппетита, сильная мышечная слабость, понижение температуры, гипогликемия, одышка, апатия, резкое падение кровяного давления. Вскоре наступает большое падение веса тела, полный паралич, и животное погибает.
При гипофункции коры надпочечников наблюдается тяжелое заболевание с теми же расстройствами, что и после удаления надпочечников, но протекает оно более медленно — хронически. Кроме того, болезнь сопровождается очень характерной сероватой с коричневым оттенком окраской кожи, преимущественно лица и тыльных поверхностей кистей рук, поэтому ее называют бронзовой болезнью (аддисонова болезнь). При этом у людей наступают полное исхудание, все возрастающая слабость и повышенная утомляемость даже при незначительном усилии.
Гиперфункция коры надпочечников сопровождается преждевременным образованием половых гормонов в организме детей, что вызывает раннее половое созревание. При гиперфункции коры надпочечников у взрослых женщин иногда появляются вторичные мужские половые признаки, а у мужчин разрастаются грудные железы и атрофируются половые органы.
Большие дозы ионизирующего облучения вызывают гиперфункцию коры надпочечников в течение 3 дней, после чего кора надпочечников перерождается.
Гормоны мозговой ткани
Хромаффинная ткань появляется в филогенезе гораздо раньше интерреналовой ткани.
При различном происхождении этих тканей на определенной стадии эмбрионального развития срастаются зачатки интерреналовой и хромаффинной тканей с образованием единого надпочечника. У животных одного и того же вида их количественные соотношения могут сильно варьировать в зависимости от возраста, половой деятельности, сезонных и прочих условий. Хромаффинная ткань развивается из тех же зачатков, что и симпатическая нервная система.
Мозговая ткань надпочечников выделяет в кровь гормон адреналин и в 5 раз меньше норадреналина. В онтогенезе сначала секретируется норадреналин, а затем адреналин. Норадреналин образуется быстрее адреналина и превращается в адреналин. Адреналин выделяется беспрерывно. Хромаффинная реакция мозговой ткани надпочечников обусловлена присутствием адреналина. Гормон добывается из мозгового слоя надпочечников или изготовляется синтетически. Это первый гормон, который был получен в чистом виде и синтезирован. Физиологическое действие естественного гормона в 15 раз сильнее синтетического. Адреналин — производное катехина и тирозина.
Адреналин — чрезвычайно активное вещество. Заметное действие вызывает уже 0,001 мг. Он непрерывно, небольшими порциями поступает в кровь. Вследствие быстрого разрушения его действие кратковременно, и он совершенно не накапливается в органах. Разрушение адреналина происходит главным образом в печени и быстрее, чем норадреналина. Количество адреналина в надпочечниках непостоянно.
Окисление адреналина в тканях происходит при участии ферментов, при этом он превращается в пигмент меланин. Содержание ферментов, разрушающих адреналин, неодинаково в различал тканях. Так, девственная матка богата этими ферментами, а в беременной матке они отсутствуют. Поэтому под влиянием адреналина беременная матка кошки сокращается, а небеременная матка расслабляется.
Физиологическое действие адреналина изменяется при его разрушении. По сравнению с неразрушенным адреналином промежуточные продукты разрушения адреналина обладают обратным действием. Влияние адреналина зависит также от исходного функционального состояния органа, на который он действует.
Адреналин возбуждает симпатическую нервную систему и повышает ее возбудимость. После удаления мозгового вещества надпочечников ее возбудимость резко понижается. У большинства животных он парализует секрецию потовых желез.
Адреналин сильно действует на обмен веществ и, в частности, углеводный обмен. Он усиливает расщепление гликогена в печени и в мышцах, в результате чего количество сахара в крови возрастает, наступает гипергликемия и адреналиновая глюкозурия.
При введении адреналина в кровь собаки в количестве 0,1 мг на 1 кг массы уже через 2-3 мин повышается основной обмен на 10-15%, главным образом за счет усиления окислительных процессов в печени. Повышение окислительных процессов усиливает теплообразование, а сужение сосудов кожи уменьшает теплоотдачу, поэтому адреналин повышает температуру тела.
В отличие от адреналина норадреналин мало увеличивает содержании сахара в крови, но значительно больше повышает кровяное давление. Количество норадреналина в узлах симпатической нервной системы в 5 раз больше, чем в наиболее богатых норадреналином частых головного мозга.
Регуляция секреции надпочечников
Действие адреналина за небольшим исключением (потовые железы) сходно с действием симпатических нервов и совершается одновременно. Места приложения действия адреналина — нервные окончания симпатических нервов. Возбуждение симпатических волокон вызывает выделение в их окончаниях медиатора симпатина, состоящего из норадреналина и небольшого количества адреналина.
В онтогенезе передача возбуждения в синапсах головного мозга и узлах симпатической нервной системы посредством медиатора симпатина появляется раньше, чем передача возбуждения посредством медиатора ацетилхолина, которая возникает позднее, одновременно с миелинизацией преганглионарных волокон.
Дрейер (1899) и М. Н. Чебоксаров (1910) доказали, что чревные нервы являются секреторными нервами надпочечников. При их раздражении из надпочечников выделяется смесь адреналина и норадреналина. Количество норадреналина возрастает при длительном их раздражении. По чревным нервам передаются на надпочечники все рефлекторные влияния. Важнейшее значение имеют рефлекторные влияния на надпочечники с проприоцепторов. Мышечная работа усиливает выделение в кровь адреналина, что увеличивает поступление в кровь сахара как источника мышечной деятельности.
Адреналин рефлекторно выделяется также при раздражениях кожи, например при болевых ее раздражениях, при массаже и т. п. Он поступает в кровь и при возбуждении симпатической нервной системы, при эмоциях и психических возбуждениях.
Многочисленные симпатические волокна, проходящие в чревных нервах, проникают в мозговое вещество надпочечников, и их окончания вступают в контакт с хромаффинными клетками. Волокна, идущие в чревном нерве к мозговому веществу, являются предузловыми. Надпочечник — единственный орган, в котором отсутствуют послеузловые нервные волокна. Можно считать, что хромаффинные клетки мозгового вещества — это своеобразно измененные послеузловые нейроны симпатического нервного пути, которые в процессе филогенеза превратились в клетки с внутрисекреторной функцией.
Секреция адреналина регулируется вегетативными центрами коры больших полушарий и промежуточного мозга. На введение в кровь адреналина вырабатываются условные рефлексы. Адреналин изменяет величину условных рефлексов.
Надпочечники функционируют в связи с другими железами внутренней секреции. При длительном введении адреналина здоровым собакам ослабляется функция надпочечников и усиливается функция поджелудочной железы как органа внутренней секреции.
После удаления щитовидной железы надпочечники часто дегенерируют. Гормоны щитовидной железы повышают возбудимость тканей к адреналину. При кормлении млекопитающих щитовидной железой увеличивается рост надпочечников. Щитовидная железа возбуждает развитие мозгового слоя, а аденогипофиз — коркового слоя надпочечников. Вытяжки из нейрогипофиза усиливают функцию мозгового вещества надпочечников, вызывая секрецию адреналина.