В этом разделе более кратко представлена характеристика вилочковой железы, эпифиза, поджелудочной железы, гормонов желудочно-кишечного тракта и гормонов, регулирующих обмен кальция.
Вилочковую железу (тимус) незаслуженно считали редукционной и малоактивной. И только в последние годы установлено, что она обладает определенной гормональной активностью.
Располагается вилочковая железа за грудиной у дуги аорты. К моменту рождения она имеет массу 10—15 г, увеличиваясь к началу полового созревания на 30—40 г, а затем уменьшаясь (возрастная инволюция тимуса). В железе различают корковый и мозговой слои. Корковое вещество представлено малыми лимфоцитами и небольшим числом ретикулоэндотелиальных клеток. В мозговом слое выявлены скопления эпителиальных клеток — тельца Г ассаля. окружающие лимфоциты и эозинофилы. Вилочковая железа служит важным источником лимфоцитов в организме.
В фило- и онтогенезе отмечается четкая взаимосвязь между появлением и развитием тимуса, с одной стороны, и возникновением иммунологической реактивности организма — с другой. Поэтому тимусу придается важная роль в регуляции иммунологических процессов, с чем связывается и лимфопоэтическая функция железы. В вилочковой железе происходит дифференцировка различных субпопуляций Т-лимфоцитов, оказывающих хелперное, супрессорное и киллерное действия. Это реализуется гуморальными факторами (тимозин, ти- молин), секретируемыми эпителиальными клетками мозгового вещества надпочечников. Всего из ткани тимуса к настоящему времени выделено более 20 веществ с различным биологическим действием (полипептиды, тимопоэтин, тимусный фактор крови и др.), проявляющим его для восстановления популяции Т-лимфоцитов, стимуляции синтеза ДНК и др. Тимопоэтин индуцирует диффе- ренцировку промиелоцитов в иммунологически компетентные Т-клетки. Тимо- лин увеличивает скорость роста тела, способствует отторжению аллотрансплантатов. При нарушении иммунокомпетентности в организме развиваются синдромы иммунной недостаточности или восстановления иммунокомпетентности — аутоиммунные заболевания.
Недостаточность, или гипотрофия, вилочковой железы приводит к развитию иммунной патологии различных видов, метаболическим нарушениям.
Эпифиз — это железа грушевидной формы, серовато-красного цвета. Она расположена между дугами верхнего двухолмия и соединяется с мозгом полой ножкой, идущей от основания железы к крыше третьего желудочка. Орган имеет размеры 8x4 мм и массу 160—180 мг с хорошей сетью кровоснабжения. По Декарту «Эпифиз — душа человека». В течение жизни в определенном проценте случаев железа подвергается обызвествлению.
Выявленные в эпифизе активные вещества разделяются на три группы:

1. нейрогипофизарные вещества: аргинин, вазопрессин, окситоцин, ней- рофизин. Они передают информацию от мозга к эпифизу.
2. аденогипофизарные гормоны, которые накапливаются в эпифизе МСГ, ЛГ, ФСГ, СТГ, пролактин. Эти гормоны передают информацию эфферентным путем о состоянии регуляторной способности эндокринной системы;
3. пептиды, синтезирующиеся в эпифизе, классическим представителем которых является мелатонин. Г ормоны этой группы оказывают влияние на состояние всех звеньев регуляции генеративной функции.

Поджелудочная железа, как орган с единой морфологической структурой, выполняет по сути две разные функции: экзокриниую по секреции ферментов и ионов в двенадцатиперстную кишку, необходимых для пищеварения; эндокринную — по продукции гормонов. Эта часть составляет 1—2% от всей массы поджелудочной железы.
В островковом аппарате Лангерганса поджелудочной железы выделены четыре вида клеток, продуцирующих гормоны: инсулин (В- или Р-клетки — 70%), глюкагон (А- или а-клетки — 25%). соматостатин (D- или S-клетки — 5%) и панкреатический полипептид (F-глетки, следы). Они высвобождаются в панкреатическую вену, впадающую в воротную вену, что очень важно, поскольку для инсулина и глюкагона печень служит главной мишенью. Регулируя углеводный обмен, эти гормоны оказывают влияние на многие другие процессы.
Между инсулином человека, свиньи и быка существует большое сходство, что и определяет клиническое применение инсулина свиньи и крупного рогатого скота.
Инсулин синтезируется в виде препрогормона, превращающегося в проинсулин, из которого с помощью протеиназы образуются зрелый инсулин и С- пептид. Другие гормоны (глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид) клеток островков Лангерганса образуются из предшественников также путем ферментативного превращения с помощью экзо- и эндопротеолитических ферментов. Инсулин и проинсулин сохраняются в секреторных гранулах и соединяются с цинком. Биологическая активность проинсулина составляет менее 5% активности инсулина. Биологической активности у С-пептида не обнаружено.
В настоящее время известно, что ген инсулина локализован в коротком плече хромосомы 11, что позволило разработать метод получения человеческого инсулина в бактериальных экспрессирующих системах, а значит проблема получения инсулина в достаточном количестве для больных сахарным диабетом вполне решена.
Регуляция синтеза и секреции инсулина определяется в основном уровнем глюкозы. Повышение его сопровождается увеличенной секрецией инсулина, что носит двухфазный характер с двумя пиками инсулина (первый длится

5. 10 мин, второй — более продолжительный). Предполагается, что глюкоза взаимодействует с рецепторами мембраны В-клеток и активизирует механизм секреции инсулина. Влияют на этот процесс и различные гормоны ЖКТ (секретин, гастрин, энтероглюкагон и др.), множество других биологически активных веществ и фармакологических агентов. Секрецию инсулина активизируют производные сульфанилмочевины (толбутамид), которые используются для лечения диабета II типа. В процессе секреции инсулина участвуют и цАМФ.

Метаболические превращения инсулина происходят в основном в печени, почках и плаценте. В этом участвуют две ферментные системы: инсулинспеци- фическая трансаминаза и глютатионинсулинтрансгидрогеназа.
Физиологические эффекты инсулина проявляются в регуляции углеводного, белкового и липидного обменов. Главный признак сахарного диабета — гипергликемия, которая развивается в результате пониженного проникновения глюкозы в клетки, снижения утилизации глюкозы различными тканями и повышения образования глюкозы в печени. Основными симптомами инсулиновой недостаточности являются: полиурия, полидипсия и потеря массы тела; развивается метаболический ацидоз и при отсутствии помощи (введение экзогенного инсулина) — диабетическая кома. При инсулиновой недостаточности активируется липаза, а это усиливает липолиз и увеличивает концентрацию жирных кислот в плазме и печени, а также нарушает синтез белков и повышает их распад — основные моменты нарушения липидного и белкового обменов. Вместе с этим ингибируются процессы пролиферации клеток и нарушаются процессы роста. Действие инсулина начинается после связывания его со специфическим гликопротеиновым рецептором на мембране клетки-мишени, а эффекты проявляются через несколько минут (активация фермента, синтез ДНК) или часов (синтез белка и ДНК, клеточный рост). Можно отметить, что в одной клетке до 20 000 рецепторов инсулина. Внутриклеточными посредниками инсулина являются кальций, циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), а также сам инсулин.
Близкими по структуре и функции к инсулину являются инсулиноподобные факторы (ИФР-1, ИФР-2). которые вместе с инсулином определяют процессы роста и деления клеток, коррелируя с ним за связывание с рецепторами.
Глюкагон синтезируется в поджелудочной железе и других местах из проглюкагона, метаболизируется в печени. Регуляция этих процессов осуществляется уровнями глюкозы, инсулина и инсулиновых факторов роста. Эффекты глюкагона противоположны действию инсулина (происходит стимуляция глю- когенолиза и липолиза. Поэтому при инсулиновой недостаточности содержание
глюкагона всегда повышено.
Соматостатин впервые выделен из гипоталамуса, поэтому и получил такое название. Синтезируется в D-клетках островков поджелудочной железы из просоматостатина под влиянием цАМФ. Этот гормон тормозит продвижение питательных веществ из желудка, ингибируя его моторику, секрецию гастрина и соляной кислоты, экзогенную (ферментную) функцию поджелудочной железы, всасывание сахара и уменьшая кровообращение в брюшной полости.
Панкреатический полипептид влияет на содержание гликогена в печени и на функцию ЖКТ, а его биосинтез регулируется соматостатином и глюкозой.
Гормоны желудочно-кишечного тракта оказывают многостороннее действие. Желудочно-кишечный тракт осуществляет продвижение пищевых продуктов к местам их переваривания и создает определенную среду для их расщепления (ферменты, рН, соли и т.д.), транспортирует переваренные продукты через слизистые оболочки во внеклеточное пространство, доставляет их с кровью в отдаленные клетки и удаляет отходы. В реализации этих функций принимают участие гормоны ЖКТ: гастрин, секретин, желудочный ингибиторный полипептид, холецистокинин, мотилин, панкреатический полипептид и эн- тероглюкагон. Другие желудочно-кишечные пептиды действуют паракринным эффектом или нейроэндокринным путем. Гормонопродуцирующие клетки расселены по всему ЖКТ.
Действие гормонов ЖКТ реализуется двумя внутриклеточными механизмами: 1) через кальций путем активации аденилатциклазы и 2) образованием цАМФ. Большинство гормонов по сходству их биосинтеза и оказываемых эффектов могут быть соединены в два семейства гастрина и секретина.
К семейству секретина относятся секретин, желудочный ингибиторный полипептид (ЖИП), вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), глюка- гон. Секретин синтезируется в двенадцатиперстной и тощей кишках. Он активизирует секрецию бикарбоната и воды поджелудочной железой, тормозит желудочную секрецию, выделение глюкагона, перистальтику желудка и двенадцатиперстной кишки. Желудочный ингибиторный полипептид подавляет сокращение желудка и его секрецию и стимулирует секрецию инсулина. Вазоактивный интестинальный полипептид играет важную роль в регуляции моторики кишечника, стимулирует секрецию поджелудочной железы и тонкого кишечника. При его избытке (опухоли ВИПомы) развиваются водная диарея, гипока- лиемия и гипохлоремия. Глюкагон ЖКТ действует подобно глюкагону поджелудочной железы.
Семейство гастрина включает гастрин, холецистокинин. Гастрин продуцируется в антральной части желудка и немного в слизистой двенадцатиперстной кишки. Стимулирует секрецию соляной кислоты, пепсина и способствует гипертрофии слизистой желудка. Гастрин усиливает кровоснабжение и перистальтику желудка, стимулирует синтез ДНК, РНК и белка в поджелудочной железе, желудке и кишечнике, контролирует тонус нижнего отдела пищевода, содействует выбросу инсулина и кальцитонина, а в больших дозах способствует сокращению гладкой мускулатуры кишечника, желчного пузыря и матки.
Холецистокинин, образующийся в слизистой двенадцатиперстной и тощей кишок, стимулирует сокращения желчного пузыря с расслаблением сфинктера Одди и секрецию панкреатических ферментов, определяет ощущение сытости. Он также тормозит перистальтику желудка и его секрецию, усиливает перистальтику тонкого кишечника и замедляет в нем всасывание воды, натрия и хлоридов.
Другие пептиды ЖКТ (нейротензин, мет-, лейкефалины, серотонин) действуют нейроэндокринным путем. В антральной части желудка и тонком кишечнике обнаружен также соматостатин. Он снижает секрецию инсулина, глю- кагона, гастрина, ограничивает продукцию ферментов и биокарбоната поджелудочной железой, замедляет опорожнение желудка и сокращение желчного пузыря, а также кровоснабжение ЖКТ, ингибирует продукцию других интестинальных гормонов и гипофизарного гормона роста. Всего обнаружено около 40 пептидных гормонов в нервных тканях ЖКТ.
Г ормоны околощитовидных желез в основном регулируют метаболизм кальция.
Обычно у человека две пары околощитовидных желез (ОШЖ), располагающиеся на задней поверхности ЩЖ, вне ее капсулы, около верхнего и нижнего полюсов. Иногда их бывает и больше (до 12), и находятся они в самой ткани ЩЖ, средостении, бифуркации сонной артерии и других местах. Размеры ОЩЖ составляют от 6x3 до 4x1,5—3 мм, масса 0,05—0,5 г. Паренхима ОЩЖ состоит из паратиреоцитов, или главных клеток, среди которых различают светлые, гормональноактивные и темные, неактивные. Их функция состоит в продукции гормонов, которые наряду с D-гормоном влияют на кальциевый гомеостаз.
Ионы кальция регулируют важнейшие физиологические и биохимические процессы: нейромышечное возбуждение, свертывание крови, процессы секреции, целостность клеточных мембран и трансмембранный транспорт, многие ферментативные реакции, высвобождение и внутриклеточное действие гормонов и нейромедиаторов, а также минерализацию костей. Аномальные же концентрации кальция являются причиной множества болезней и даже смерти человека. Содержание кальция в организме — около 1 кг, 99% его локализовано в костях в виде кристаллов гидроксиапатита.
В плазме крови кальций присутствует в трех формах: в комплексе с органическими и неорганическими кислотами, с белками и в ионизированном виде. Кальций наряду с натрием является преобладающим ионом в организме и служит внутриклеточным медиатором, воздействующим на разнообразные обменные процессы, влияя на действие гормонов и биологически активных веществ, с одной стороны, и подвергаясь их регуляции — с другой.
В механизме регуляции гомеостаза кальция участвуют три основных гормона: паратиреоидный (ПТГ), кальцитриол и кальцитонин. Эти гормоны действуют в основном на три органа: кости, почки и кишечник.
Паратиреоидный гормон синтезируется главными клетками ОЩЖ из предшественника — проПТГ, а он из препроПТГ по этапам: рибосомы— эндоплазматический ретикулум—аппарат Г ольджи—секреторные пузырьки. Из последних ПТГ может секретироваться, может в них распадаться или накалли- ваться. Этот гормон играет центральную роль в обмене кальция. В основе поддержания баланса кальция лежат долгосрочные эффекты ПТГ по регуляции всасывания кальция в кишечнике путем образования кальцитриола. ПТГ также оказывает прямое воздействие на кости и почки. Гормон через кальцитриол увеличивает эффективность всасывания кальция в кишечнике, повышает скорость растворения кости (вымывание как органических, так и неорганических компонентов) и снижает почечный клиренс (т.е. экскрецию кальция), а все это способствует повышению концентрации катиона во внеклеточной жидкости (ВЖ). Указанными путями ПТГ предотвращает развитие гипокальциемии при недостатке кальция в пище. В основном этот эффект осуществляется за счет вещества кости. Одновременно с этим регулируется гомеостаз фосфора путем снижения концентрации фосфатов во ВЖ при повышении концентрации кальция. Биосинтез ПТГ регулируется количеством и размерами главных клеток ОЩЖ. а метаболизм гормона — уровнем кальция. Метаболизм ПТГ проходит в основном в ОЩЖ с помощью протеолитических ферментов, в том числе катеп- синов, в меньшей степени — в печени и почках. Механизм действия ПТГ осуществляется после связывания гормона с мембранным рецептором через систему аденилатциклазы с внутриклеточным посредником цАМФ, увеличение концентрации которого сопровождается повышением внутриклеточного кальция.
Кальцитонин (КТ) секретируется парафолликулярными клетками ЩЖ и частично — в околощитовидных и вилочковой железах. Гормон проявляет межвидовую биологическую активность. Регуляция секреции КТ обратно зависимая по сравнению с регуляцией секреции ПТГ и определяется концентрацией кальция, т.е. чем выше его уровень, тем больше секретируется КТ. Активизируется секреция КТ глюкагоном и гастрином. Действие КТ заключается в торможении высвобождения кальция и фосфата. Г ормон способствует входу фосфата в клетки костей, снижая выход из них кальция, а значит тормозит резорбцию костей, стимулирует минерализацию
Кальцитриол—жирорастворимый витамин D. Основная биологическая роль — стимуляция всасывания ионов кальция и фосфата в кишечнике. Образуется кальцитриол в результате сложной последовательности ферментативных реакций с переносом кровью молекул-предшественников в различные ткани. Используемый для его синтеза витамин D, кроме поступления с пищей, в большой степени образуется в мальпигиевом слое эпидермиса из 7- дегидрохолестерола в ходе неферментативной, зависимой от ультрафиолетового света реакции фотолиза. От кожи и из кишечника витамин D переносится в печень D-связывающим белком. Гидроксилирование витамина D3 в печени — обязательный этап образования кальцитриола, после чего полученный продукт D-связывающим белком транспортируется в почки. Здесь после повторного гидроксилирования образуется самый активный из природных метаболитов витамина D—кальцитриол. Источником внепочечного кальцитриола является плацента. Регулируется биосинтез кальцитриола уровнем кальция по принципу обратной связи и паратгормоном, который освобождается в ответ на гипокаль- циемию, а также самим кальцитриолом. В целом регуляция синтеза кальцитриола осуществляется подобно другим стероидным гормонам (эстрогены, андрогены, прогестерон, инсулин и др.), которые являются вторичными регуляторами биосинтеза гормона. Основным органом-мишенью для действия кальцит- риола является слизистая кишечника, в меньшей степени — другие органы (кости, почки). Этим и определяется характер биологического действия каль- цитриола: наряду с главным эффектом — повышением всасывания фосфатов и кальция в тонком кишечнике гормон содействует синтезу коллагена и минерализации костной ткани, а также усилению реабсорбции кальция и фосфата благодаря синтезу кальцийсвязывающего белка.
Недостаток ПТГ приводит к гипопаратиреозу, который характеризуется высокой нейромышечной возбудимостью, судорогами и тетаническими сокращениями мышц, а в тяжелых случаях — к тетанусу дыхательных мышц, сильным судорогам и смерти. Может быть первичный гипопаратиреоз (аутоиммунная деструкция ОЩЖ) и вторичный (вследствие хирургических вмешательств). Псевдогипопаратиреоз имеет место при наследственной рецепторной резистентности к ПТГ.
Гиперпаратиреоз бывает при аденоме, гипертрофии, гиперплазии ОЩЖ либо эктопической продукции ПТГ злокачественной опухолью, что проявляется выраженной резорбцией костей и всевозможными заболеваниями почек. Вторичная гиперсекреция ПТГ развивается при гиперплазии ОЩЖ с почечной недостаточностью, как компенсаторная реакция организма для поддержания нормативного уровня кальция во внеклеточной жидкости.
Избыток или недостаточное количество кальцитонина клинически не проявляется изменениями уровня кальция.
Известное заболевание при дефиците кальцитриола — рахит. Различают два типа наследственного витамин D-зависимого рахита: тип I обусловлен ау- тосомным рецессивным геном, детерминирующим нарушение превращения 25—OH-D3 в кальцитриол; тип II связан с отсутствием рецепторов кальцитриола.
У взрослых недостаточность витамина D и кальцитриола вызывает остеомаляцию, что может быть и при патологии почек.