Лекция Суточный ритм гормональной активности. Биоритмологические характеристики функционирования пищеварительной системы

Одним из важных и непосредственных регуляторов жизненных процессов является гипоталамус, работа которого подчинена довольно четкому суточному ритму. В клетках супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса объем клеточных ядер, биосинтез РНК и клеточных белков, а также активность внелизосомной эстеразы достигает максимума в темновую фазу суток (24 часа). С середины темновой до начало световой фазы секреторная активность клеток остается интенсивной, а в течение световой фазы в клетках происходит восстановление запаса секреторного материала и его накопление. При этом минимальный объем ядер нервных клеток отмечен в 16 часов, а максимальный в 24 часа. Необходимо отметить, что ритм деятельности гипоталамуса связан с биологическими особенностями животных в пределах одного вида. Например, соотношения активности супрахиазматического и паравентрикулярного ядер (днем более активно одно из ядер).

Многогранную функцию осуществляет гипофиз, периодическая работа которого выявлена как для нейрогипофиза, так и для аденогипофиза.

В нейрогипофизе количество нейросекреторного вещества достигает максимума в 9-10 часов и снижается до минимума в 21-22 часа.

Одним из продуктов аденогипофиза является адренокортикотропный гормон (АКТГ), содержание которого в вечерние часы повышается, а в утренние уменьшается. В аденогипофизе продуцируется также тиреотропный гормон (ТТГ), наибольший уровень которого приходится на период между 21 и 1 часом, причем акрофаза совпадает с наступлением сна. Наименьший уровень ТТГ отмечается в 15 часов, когда наблюдается максимальная концентрация этого гормона в плазме крови. Концентрация другого гормона аденогипофиза – пролактина имеет максимум в 4 утра.

Надпочечники осуществляют продукцию гормонов двумя своими морфофункциональными частями: мозговым слоем, где вырабатываются гормоны адреналового звена или катехоламины, и корой, синтезирующей кортикостероиды. Суточный ритм активности катехоламинов изучен в меньшей степени, чем кортикостероидов. Тем не менее, имеются данные, что дофамин-β-гидроксилаза имеет максимум активности в 8 часов и минимум в 2 часа, гомованилиновая кислота имеет максимум в 20 часов. У мужчин в покое максимальная экскреция с мочой дофамина, гомованилиновой кислоты и метоксиадреналина днем, тогда как норадреналин и метоксинорадреналин в наибольших количествах выделялись ночью. Более высокая экскреция катехоламинов в дневное время (с 8 до 12 часов) в значительной степени связана с подъемом двигательной и эмоциональной активности человека в это время суток. Экскреция же дофамина, сниженная в ночное время и увеличенная в 6 часов, отражает приспособительную реакцию организма, направленную на накопление предшественника катехоламинов в ранние утренние часы с целью усиленного синтеза гормонов и медиаторов симпатико-адреналовой системы в последующий дневной период. Ритм экскреции продуктов адреналового звена устанавливается не сразу после рождения ребенка. Так, у детей 4-6 лет выделение основного продукта метаболизма адреналина и норадреналина – ванилилминдальной кислоты – максимально от 12 до 15 часов, тогда как вечером, ночью и утром экскреция минимальна. В возрасте 7-14 лет наивысшая экскреция смещается на вечер (от 18 до 21 часа), а самые низкие значения отмечаются в 9 – 12 часов. Меняется характерная динамика выделения катехоламинов у пожилых людей: отсутствует ночное понижение экскреции, что является отражением нарушения цикла сон-бодрствование и адаптационных возможностей симпатико-адреналовой системы. Из изложенного следует, что в норме в период бодрствования наблюдается возрастание активности симпатико-адреналовой системы, что способствует обеспечению высокого уровня работоспособности в дневное время суток. В периоде покоя и ночного сна происходит снижение активности данной системы.

Выраженная суточная ритмичность свойственна и активности гормонов коры надпочечников. Суточные колебания кортикостероидов в плазме крови имеют следующую направленность: наивысший уровень кортизона, 11-ОКС и 17-КС отмечается утром, в 6 -11 часов, причем перепад между утренним и вечерним содержанием 11-ОКС составляет 40%. Экскреция кортико- и кетостероидов, а также альдостерона максимальна утром, до 14 часов, снижается до минимального уровня ночью. Такой ритм экскреции формируется уже на 2 – 3 неделе жизни детей. Периодичность активности коры надпочечников в значительной мере определяется режимом смены свет – темнота.

Определенным суточным колебаниям подвержена деятельность щитовидной железы. Уровень белковосвязанного йода в сыворотке крови находится на низких цифрах в 12 – 13 часов и значительно возрастает к часу ночи. Обращает на себя внимание, что суточный ритм функции щитовидной железы в разные годы может быть разным.

Биоритмологические характеристики функционирования пищеварительной системы. Ритмы пищеварительной системы могут быть от десятков минут до часов, в зависимости от пищи и от условий внутренней и внешней среды. В настоящее время все биоритмы пищеварительной системы делят на биоритмы с частотой 3-30 циклов за 14 минут, с частотой 7-14 циклов за 24 часа и 90-минутный цикл.

1. Двигательная активность голодного желудка составляет 1 сокращение за 1 – 1,5 часа с длительностью до нескольких десятков минут.

2. Ритмы тонкого кишечника связаны с ритмами сна. Активность ренина плазмы в течение ночи имеет колебания с периодом 100 минут, а днем колебания отсутствуют. Ритмы пищеварительной системы и ритмы ЭЭГ – это фрагменты одного и того же биологического ритма. Повышенное количество углеводов, принятых перед засыпанием, вызывает увеличение стадии сна с быстрым движением глаз в первой половине ночи и способствует улучшению сна. Вечерний прием белковой пищи способствует увеличению двигательной активности во время сна. Однако при ночной работе белковая пища позволяет сохранить работоспособность и снижает сонливость.

3. Печень активно функционирует в то время, когда происходит цепь последовательных и связанных событий: сжатие ядра гепатоцитов в связи с транспортом РНК из ядра в цитоплазму, синтез белков в цитоплазме – это происходит во вторую половину суток, и достигает максимума в 20-21 час. В это время печень начинает больше усваивать сахара, накапливать гликоген и воду. При этом клетки печени увеличиваются в объеме в 3 раза. В первой половине дня печень расходует запасенный углевод – гликоген, превращая его в простые сахара, отдает воду, образует больше мочевины и накапливает жиры. Кроме этого, хотя печень синтезирует и выделяет желчь непрерывно, но в первой половине дня этот процесс идет медленнее. Ферменты, которые участвуют в цикле Кребса в печени, наиболее активны в темновом периоде суток, а пентозо-фосфатный путь активности ферментов приходится на световой период. Усиление гликолиза присутствует как в световом, так и в темновом периоде. Печень выделяет желчь непрерывно, но в первой половине дня меньше.