Патофизиология эндокринной системы

К примеру, секреция инсулина поджелудочной железой не управляется другой железой, однако она зависит от концентрации глюкозы в крови, т.е. регуляция всё равно существует.

Двухуровневая регуляция

Для интерпретации результатов исследования гормонов крови двух эндокринных желёз — регулирующей и регулируемой — используют модель двухуровневой регуляции, где первый уровень — регулируемая железа, второй — регулирующая железа. Такую регуляцию осуществляет исключительно гипофиз, поэтому регулирующую железу называют центральной, а регулируемую — периферической.

В этой системе регуляции главный объект исследования — функция периферической железы, так как клинические проявления эндокринной болезни являются результатом нарушения секреции её гормона, а не гормона управляющей железы. Его используют для полноценной интерпретации результата исследования гормона периферической железы, в частности топической диагностики болезни — на первом (периферическом) или втором (центральном) уровне.

Итак, исследование гормона периферической железы может дать один из двух результатов: пониженное (гипосекреция) или повышенное (гиперсекреция) его содержание в крови/моче. Рассмотрим интерпретацию этих данных с учётом двухуровневой модели регуляции.

Гипосекреция

В качестве примера патофизиологической двухуровневой модели рассмотрим регуляцию гипофизом функции надпочечников, которую используют для интерпретации сниженного уровня кортизола крови.

Пример 1. У больного снижение секреции кортизола надпочечниками связано с их полным разрушением (например, при аутоиммунном процессе). Вследствие этого уровень кортизола в крови снижен. Низкое содержание кортизола в крови снимает его тормозящее влияние на секрецию АКТГ гипофизом, и концентрация АКТГ в крови значительно повышается. Эта реакция гипофиза на низкий уровень кортизола не патологическая: при временном снижении содержания кортизола высокий уровень АКТГ стимулирует надпочечники, способствуя быстрой нормализации концентрации кортизола крови. Однако в примере поражение надпочечников необратимо, потому высокий уровень АКТГ не может восстановить секрецию кортизола. Так как содержание кортизола в крови постоянно снижено, то, в соответствии с двухуровневой моделью регуляции, концентрация АКТГ будет постоянно высокой.

В примере поражённая периферическая (регулируемая) железа — надпочечники — не секретирует кортизол, потому его содержание в крови снижено.

Пример 2. У больного удалён гипофиз (гипофизэктомия), вследствие этого секреция АКТГ снижена и, соответственно, уровень АКТГ в крови понижен. При низкой концентрации в крови АКТГ секреция кортизола надпочечниками не стимулируется, вследствие этого содержание кортизола в крови снижено. В ответ на снижение уровня кортизола в крови секреция АКТГ гипофизом должна бы стимулироваться. Однако у больного произведена гипофизэктомия, следовательно, АКТГ не вырабатывается в принципе, и его концентрация в крови остаётся пониженной, несмотря на низкий уровень кортизола.

В примере периферическая (регулируемая) железа — надпочечники — не секретирует кортизол из-за снижения секреции АКТГ гипофизом.

Обсуждение примеров. Итак, в случае пониженного уровня гормона периферической железы (кортизола) врач предполагает, что у больного патологический процесс локализован или в периферической, или в центральной железе. Для окончательного диагностического решения при двухуровневой модели регуляции необходимо дополнительное исследование гормона регулирующей (центральной) железы. Сопоставляя концентрации гормонов периферической и центральной желёз с моделями, врач выносит окончательное диагностическое решение о локализации патологического процесса в двухуровневой системе регуляции.

Пониженную секрецию гормона периферической железой из-за её прямого поражения патологическим процессом называют первичной эндокринной недостаточностью периферической железы (в нашем примере — первичная надпочечниковая недостаточность). Если снижение секреции гормона периферической железы происходит из-за недостаточной секреции гормона центральной железы, тогда такое состояние называют вторичной эндокринной недостаточностью периферической железы (в нашем примере — вторичная надпочечниковая недостаточность).

Приведёнными примерами исчерпывается интерпретация пониженного уровня гормона периферической железы при двухуровневой модели регуляции.

Гиперсекреция

Гиперсекреция гормона периферической железы в случае двухуровневой модели также, как и в случае гипосекреции, описывается двумя вариантами патофизиологических моделей.

Пример 1. У больного опухоль надпочечника, секретирующая в повышенных количествах кортизол. На сниженный уровень АКТГ в крови отреагирует непоражённая опухолью ткань коры надпочечников (в частности, пучковый слой), и она станет секретировать меньше кортизола. Более того, при длительном снижении концентрации АКТГ пучковый слой, вырабатывающий кортизол, даже атрофируется. Однако опухоль надпочечника — нерегулируемое образование, поэтому, несмотря на низкий уровень АКТГ в крови, она будет продолжать секретировать повышенное количество кортизола, что будет поддерживать на низком уровне секрецию АКТГ гипофизом. Итак, уровень кортизола в крови у больного будет повышен, а АКТГ — снижен.

Резюме по примеру 1. В периферической (регулируемой) железе (надпочечнике) опухоль избыточно секретирует кортизол, его уровень в крови повышается, что подавляет секрецию АКТГ гипофизом. Опухоль не снижает продукцию кортизола в ответ на низкий уровень АКТГ в крови, так как она функционирует автономно.

Пример 2. У больного опухоль гипофиза, синтезирующая в повышенных количествах АКТГ. В соответствии с моделью регуляции «гипофиз—надпочечник» в ответ на повышенную концентрацию АКТГ секреция кортизола увеличивается. Однако повышенный уровень кортизола в крови не вызовет, как в норме, подавление секреции АКТГ, так как опухоль гипофиза — нерегулируемое образование, и она будет продолжать секретировать повышенное количество АКТГ. Итак, в крови у больного будет повышен не только уровень кортизола, но и АКТГ.

Резюме по примеру 2. Опухоль центральной (регулирующей) железы (гипофиза) избыточно секретирует АКТГ, его уровень в крови повышается, что стимулирует секрецию кортизола надпочечниками. Опухоль гипофиза не снижает синтез АКТГ в ответ на высокое содержание кортизола в крови, так как она функционирует автономно.

Обсуждение примеров. Итак, в случае повышенного уровня гормона периферической железы (кортизола) врач может предположить, что у больного патологический процесс локализован или в периферической, или в центральной железе. Для окончательного диагностического решения при двухуровневой модели регуляции необходимо дополнительное исследование гормона регулирующей (центральной) железы. Сопоставляя уровни гормонов периферической и центральной желёз с моделями регуляции, врач выносит окончательное решение о локализации патологического процесса в двухуровневой системе регуляции.

Приведёнными примерами исчерпывается интерпретация повышенного уровня гормона периферической железы в случае двухуровневой модели и указанными между этими уровнями связями (прямой положительной и обратной отрицательной).

Трехуровневая регуляция

Для интерпретации результатов исследования гормонов крови в случае эндокринный системы, состоящей из трёх центров регуляции, например гипоталамус, гипофиз и периферическая железа, используют модель трёхуровневой регуляции, где первый уровень — периферическая железа, второй — центральная, третий — гипоталамус.

В этой системе эндокринной регуляции, как обычно, главный объект исследования — функция периферической железы, так как все клинические проявления эндокринной болезни — результат нарушения секреции её гормона, а не гормонов управляющих центров. Исследование гормонов двух управляющих центров используют для полноценной интерпретации результатов исследования гормона периферической железы, в частности топической диагностики болезни — на первом (периферическом), втором (центральном) или третьем (гипоталамус) уровнях.

Трёхуровневая регуляция в клинической эндокринологии предельна, четырёхуровневую уже не рассматривают. Трёхуровневая модель регуляции не исключает заключённой внутри себя двухуровневой модели, т.е. регуляции между периферической железой и центральной. Однако при рассмотрении трёх уровней регуляции двухуровневая подсистема игнорируется, упрощая клиническое мышление без ущерба для окончательного диагностического суждения.

Рассмотрим в качестве примера трёхуровневую систему регуляции функции щитовидной железы, в которой гипоталамус синтезирует ТРГ, гипофиз — ТТГ, а щитовидная железа — Т₄.

Допустим, что в этой системе регуляции произошло нарушение на уровне гипоталамуса — он потерял чувствительность к подавляющему действию Т₄, и в итоге секреция ТРГ остаётся все время повышенной. В результате постоянно увеличен уровень ТТГ, и у больного развивается тиреотоксикоз из-за постоянно повышенного содержания Т₄.

При обследовании у больного обнаруживают повышенный уровень ТТГ и Т₄. Технической возможности исследовать ТРГ в настоящее время нет. Диагностический поиск после получения результатов исследования двух гормонов (повышенные концентрации ТТГ и Т₄) заключается в дифференцировании опухоли гипофиза, секретирующей повышенное количество ТТГ, и первичной гиперпродукции ТРГ.

С учётом третьего центра регуляции периферической железы выделяют третичное нарушение её функции. В нашем примере — это третичный тиреотоксикоз, связанный с чрезмерной секрецией ТРГ.

Кроме вышеописанной, возможны и другие патофизиологические трёхуровневые модели регуляции в системе «гипоталамус-гипофиз—периферическая железа». Они достаточно очевидны.

Резюме по примеру. Резистентность ядер гипоталамуса, синтезирующих ТРГ, к подавляющему секрецию действию Т₄ вызывает повышенную секрецию ТРГ. В свою очередь, постоянная гиперсекреция ТРГ приводит к постоянной гиперсекреции ТТГ и сооветственно Т₄ щитовидной железой, что проявляется у больного синдромом тиреотоксикоза.

Эктопическая регуляция

Эктопическая регуляция — управление периферической железой тропным гормоном, вырабатываемым вне гипофиза.

Типичным примером АКТГ-эктопического синдрома служит опухоль лёгкого, которая секретирует в больших количествах АКТГ, что приводит к гиперпродукции кортизола надпочечниками. Повышенный уровень коризола в крови подавляет секрецию АКТГ гипофизом, но не эктопическую секрецию АКТГ опухолью лёгкого. В результате при лабораторном обследовании у больного с эктопическим АКТГ-синдромом выявляют в крови повышенное содержание кортизола и АКТГ. Поскольку АКТГ, синтезируемый в опухоли лёгкого, невозможно лабораторно отличить от АКТГ, вырабатываемого гипофизом, то по лабораторным результатам нельзя установить источник АКТГ. Для дифференциальной диагностики кровь забирают из вен, по которым кровь оттекает от гипофиза, и если содержание АКТГ оказывается в них повышено — тогда опухоль не эктопическая, и vice versa.