Функциональная активность эндокринных желез при различных физиологических состояниях организма и способы ее оценки

09 Августа в 18:54 1903 0


Функциональная активность эндокринных желез, выражающаяся в интенсивности процессов биосинтеза и секреции гормонов, может варьироваться в широких пределах при различных состояниях данного организма. Она находится в зависимости от возраста, пола, времени дня, сезона, внешних и внутренних воздействий на организм, передающихся к железам через специальные системы регуляции.

Активность каждой железы может значительно отличаться у разных видов животных. Оценка функционального состояния эндокринных желез — одна из важнейших задач теоретической и практической эндокринологии, в частности клинической.

Существует ряд прямых и непрямых подходов к оценке секреторной активности эндокринных органов. Наибольший интерес среди них представляют исследования работы желез in vivo в хроническом опыте, в условиях, максимально приближающихся к физиологическим. Показано, что количественное изучение процессов биосинтеза и секреции в опытах in vitro приводит обычно к искусственному занижению их уровней (падение до 10%) по сравнению с данными, полученными in vivo в условиях нормального кровоснабжения и иннервации железы, нормального гормонального баланса и т.д. (Дорфман, Унгар, 1965).

В связи с этим количественная оценка физиологических уровней продукции гормонов в прямых экспериментах in vitro малопригодна. Также ограниченное физиологическое значение имеют методы прямого измерения секреции гормонов в кровь, оттекающую от эндокринных желез в условиях острого опыта. Действительно, такие исследования проводятся в условиях обездвиживания и наркотизации животного, сильных хирургических вмешательств (вскрытие полостей тела, канюлирование сосудов и т.д.). Все это резко искажает нормальное течение процессов биосинтеза и секреции гормонов.

Бесспорно, заслуживают внимания методы хронического вживления ангиостомических трубок (канюль) в участки кровеносного русла, которые отводят кровь от исследуемых желез (Нелсон, Хьюм, 1955; В.М. Родионов и др.; 1960). Однако такого рода экспериментальные подходы практически осуществимы далеко не для всех желез, не у всех видов животных и не могут быть использованы применительно к здоровому человеку.

Один из наиболее распространенных способов количественной оценки секреторной активности эндокринных желез у человека и животных in vivo — определение концентрации гормонов в периферической крови. Этот способ оценки непрямой, так как отражает не только работу желез, но и степень связывания гормонов с белками крови, интенсивность гормонального метаболизма и экскреции. Если функции печени и почек существенно не изменены и уровень плазменных белков, связывающих определяемые гормоны, постоянен, концентрация гормонов в периферической крови может прямо коррелировать с секреторной активностью соответствующих желез.

Наряду с определением концентрации гормонов в крови в состоянии покоя может иметь существенное значение измерение функциональных резервов железы, проводимое с применением функциональных проб. Так, для изучения функциональных резервов коры надпочечников проводят пробу с введением АКТГ, инсулярного аппарата — с введением глюкозы и т.п. Среди методов определения содержания гормонов в крови (биологических, фотометрических, флюорометрических, радиоизотопных) наибольшее внимание исследователей привлекают методы сатурационного, или конкурентного, белковосвязывающего анализа.

В основе этих методов лежит вытеснение определяемым эндогенным гормоном меченного тритием (3Н) или радиоактивным йодом (1251) того же гормона из комплекса со специфически связывающим его белком (иммунным, транспортным или рецепторным). Тестирующей системой анализа являются белок и специфически связываемый им меченый гормон. Чем больше эндогенного гормона содержится в исследуемой пробе плазмы, тем большее количество метки он вытесняет из комплекса с белком.

Методы сатурационного анализа и особенно радиоиммунологические методы (Берсон, Ялоу, 1960, 1961), в которых применяются в качестве связывающих белков антитела к гормону, обладают высокими специфичностью и чувствительностью. Этим они значительно превосходят все другие методы исследования концентрации гормонов, позволяя высокоспецифически определять малые их количества (10-12—10-9 г) и за счет этого использовать для анализа всего 10-3—10-1 мл плазмы крови. Последнее обстоятельство очень важно, поскольку гормоны содержатся в крови в очень низких концентрациях.

Получил распространение иммуноферментный метод, в котором в качестве маркера используется гормон, ковалентно связанный с ферментом (щелочной фосфатазой, пероксидазой), дающим легко воспроизводимую высокочувствительную цветную реакцию с соответствующим субстратом. Иммуноферментные методы, мало уступая радиоиммунологическим по чувствительности, устраняют некоторую радиационную опасность и необходимость использования сложной дорогостоящей аппаратуры для счета радиоактивности (Шуурс. 1972; Отзуки и др., 1979).

В табл. 3-9 обобщены данные, полученные с помощью радиологических,  иммуноферментных,  флюорометрических методов, по массовым концентрациям ряда гормонов в крови человека и некоторых видов животных при различных физиологических или патологических состояниях организма.

Таблица 3. Концентрация кортизола (F) и кортикостерона (В) в плазме крови человека и некоторых видов животных (мкг %)
Концентрация кортизола (F) и кортикостерона (В) в плазме крови человека и некоторых видов животных (мкг %)

Таблица 4. Концентрация прогестерона в плазме крови человека и некоторых видов животных (мкг%)
Концентрация прогестерона в плазме крови человека и некоторых видов животных (мкг%)

Таблица 5. Концентрация эстрадиола (Е2) и эстрона (E1) в плазме крови здорового человека (нг%)
Концентрация эстрадиола (Е2) и эстрона (E1) в плазме крови здорового человека (нг%)

Таблица 6. Концентрация 1,25-диоксихолекальциферола в плазме крови человека и животных разных видов
Концентрация 1,25-диоксихолекальциферола в плазме крови человека и животных разных видов

Таблица 7. Концентрация катехоламинов в крови человека при разных состояниях организма (нг%)
Концентрация катехоламинов в крови человека при разных состояниях организма (нг%)

Таблица 8. Концентрация трийодтиронина (Т3) тетрайодтиронина (Т4) в крови здорового человека и животных разных видов
Концентрация трийодтиронина (Т3) тетрайодтиронина (Т4) в крови здорового человека и животных разных видов

С помощью радиоиммунологического метода установлено, что концентрация альдостерона в плазме крови здорового человека при обычной диете составляет 7-14 нг%, при солевой нагрузке — 1-2,5, при бессолевой диете — 15-35 нг%. Этим же методом показано, что в плазме крови здорового половозрелого мужчины концентрация Т составляет 550-800 нг%, DT — 20-40, Д4 — 90-175, ДЭА — 350-850 нг%, в плазме крови здоровой половозрелой женщины — соответственно 40-70, 10-20, 130-200, 450-600 нг%.



Таблица 9. Концентрация некоторых белково-пептидных гормонов в плазме крови здорового человека при различных состояниях организма (нг%)
Концентрация некоторых белково-пептидных гормонов в плазме крови здорового человека при различных состояниях организма (нг%)

Установлены следующие диапазоны концентраций гормонов в плазме крови человека и животных разных видов:
Установлены следующие диапазоны концентраций гормонов в плазме крови человека и животных разных видов

Другой достаточно адекватный, хотя также непрямой способ количественной оценки секреторной активности эндокринных желез, — измерение суточной экскреции с мочой гормонов или их специфических метаболитов. В случае нормальной работы печени и почек величины экскреции гормональных соединений могут пропорционально отражать интенсивность секреторных процессов в соответствующих железах.

Для определения гормонов и их метаболитов в пробах мочи в эксперименте и клинике широко используют методы сатурационного анализа и др. Поскольку многие гормональные метаболиты экскретируются с мочой в больших количествах (до нескольких мг за сутки), то они в ряде случаев могут быть легко определены колориметрически и флюорометрически.

Определение гормональных соединений в моче может быть затруднено, если они экскретируются преимущественно не с мочой, а с желчью (например, у крысы или мыши).

Несмотря на то, что измерения концентрации гормонов в крови и суточной экскреции гормональных соединений с мочой в покое или при функциональных нагрузках могут довольно надежно характеризовать интенсивность продукции гормонов эндокринными железами, получаемые с их помощью характеристики не дают представления об истинных величинах скоростей этих процессов.

Истинные величины скоростей продукции гормонов in vivo в условиях хронического исследования могут быть получены без хирургического вмешательства с помощью метода разведения изотопной метки (Пирлмэн, 1957). Данный метод также непрямой. Он основан на введении в исследуемый организм следовых количеств соответствующего меченого гормона с высокой удельной радиоактивностью и последующим измерением скорости разведения метки экзогенного гормона эндогенным, продуцируемым. Скорость разведения метки определяется по кинетике снижения удельной радиоактивности гормона или его специфического метаболита, выявляемых в крови или моче. Простая математическая обработка данных по измерению кинетики разведения позволяет подсчитать скорость продукции исследуемого гормона в организме.

Технически более прост и удобен вариант метода с исследованием разведения метки в гормональных соединениях мочи.

Принцип данного варианта метода основывается на том. что степень разведения метки в крови эндогенным, секретируемым гормоном равна степени разведения меченого гормона или его специфического метаболита в суточной моче немеченным, эндогенным. На основе этого принципа, обозначив радиоактивность вводимого гормона R. радиоактивность исследуемого гормонального соединения в суточной моче г. его количество М, а количество гормона, поступающего в кровь за сутки Р.

получаем: R/P - r/M. Очевидно, Р — сумма количества эндогенного, секретируемого за сутки гормона (Рх) и количества экзогенного, меченого (Pr), т.е. Р=Рх + Pr. Тогда, зная величины А и Pr и экспериментально определив величины г и М, рассчитываем Р=RM/r, а Рх=Р — Pr. Рдг и есть скорость продукции гормона. Поскольку удельная радиоактивность гормонального соединения мочи a = r/M, R/Р = а или Р = R/a

Так как меченый гормон вводится в таких экспериментах в следовых количествах, чтобы не изменить эндогенный гормональный баланс, и обычно Рх » Ря, расчетом Рх=Р — Pr можно практически пренебречь. Следует отметить, что равенство R/P = a действительно, если есть динамическое равновесие между скоростью продукции гормона, с одной стороны, и его метаболизмом — с другой, и если скорость выведения гормонального соединения почками относительно постоянна, а функция самих почек нормальна.

Определение величины скорости секреции гормона по разведению вводимой изотопной метки в крови с технической стороны значительно более сложно, так как требует многократного взятия крови и определения в ней удельной радиоактивности исследуемого гормона в течение одного опыта.

Для определения скорости продукции гормона в этом варианте метода пользуются уравнением Р = Q/T. где Р — скорость продукции, Q — общее количество гормона в циркулирующей крови, Т — время оборота, т.е. полного обновления меченого гормона в крови за счет секреции эндогенного гормона. Это уравнение справедливо лишь при наличии динамического равновесия между процессами непрерывной продукции гормона, его метаболизма и выведения его из крови. Поскольку Q = СУ, где С — концентрация гормона, а V — объем крови, то Р = СV/Т. Величины С и К легко определить. Наибольшую техническую трудность представляет нахождение величины Т. Ее находят графически путем экстраполяции полулогарифмических кривых разведения меченого гормона (снижения его удельной радиоактивности) во времени.

Практически наиболее точно определяется из получающихся линейных графиков не сама величина Т, a Т1/2. т.е. время полузамещения метки введенного гормона эндогенным, немеченым.

Данные по скорости продукции гормонов, получаемые с помощью вариантов метода разведения изотопной метки с использованием крови и мочи, обычно хорошо совпадают. Необходимо иметь в виду, что полученные этим методом результаты могут отражать не только скорость секреции гормонов соответствующими железами, но и скорость образования гормонов в периферических тканях, если оно имеет место, как, например, в случае тестостерона или трийодтиронина.

Скорости секреции гормонов железой и продукции их на периферии могут быть отдифференцированы друг от друга. Однако эта процедура технически сложна и редко используется в экспериментальной и клинической практике.

С помощью вариантов метода разведения изотопной метки установлено, что различные гормоны продуцируются со скоростью от нескольких микрограммов до десятков миллиграммов за сутки, причем величина скорости продукции каждого гормона может широко варьироваться в зависимости от физиологических условий. Наиболее полно изучена скорость продукции стероидных гормонов у человека (табл. 10).

Таблица 10. Скорость продукции стероидных гормонов у человека при различных патологических состояниях организма (обобщенные данные)
Скорость продукции стероидных гормонов у человека при различных патологических состояниях организма (обобщенные данные)

В.Б. Розен
Похожие статьи
показать еще
 
Эндокринная хирургия