Что вызывает чувства голода и насыщения? Почему мужчины и женщины выглядят по-разному? Чем вызвано понижение веса при потреблении большого количества калорий? За эти и многие другие вопросы отвечают гормоны.
Гормоны – это связующие звенья между органами человека. Они заставляют клетки работать, катализируют процессы, происходящие в организме. В переводе с греческого «гормон» означает «побуждать», «возбуждать». Это пусковой механизм для развития большинства физиологических процессов, от обмена веществ до размножения.
Переносимые кровью, гормоны достигают различных органов и систем, регулируя их жизнедеятельность. Гормоны – это биологически активные вещества, производимые в одних клетках для регулировки работы других клеток организма.
К гормонам причисляют некоторые вещества, которые вырабатываются животными и растениями, но гормоны человека отличаются происхождением и тем, что переносятся кровью.
Щитовидная железа
Координирует процесс выработки гормонов гипоталамус.
Произведенный ответственным за это органом гормон, перемещается кровотоком до тех пор, пока его присутствие не будет обнаружено клеткой, на работу которой этот гормон оказывает действие. Процесс схож с отрыванием дверей. Рецептор клетки выступает в качестве замка, а гормон – ключа. В результате определенная функция активизируется. Какая именно зависит от того, о каких гормоне и клетке идет речь.
Основные виды гормонов в соответствии с их химическим составом:
Анаболические стероиды через ускорение синтеза белка, приводят к выраженной гипертрофии мышц
Такие гормоны производят из холестерина яичники, яички и надпочечники. Яркий представитель этого вида кортизол, гормон стресса. Он заставляет организм аккумулировать все силы для борьбы со стрессом. Стероиды ответственны за физическое состояние человека, смену этапов его развития, размножение.
Их называют еще эйкозаноидами. Представители этого вида лейкотриены, тромбоксаны и простагландины. Они нестабильны, имеют местное действие на клетки, которые находятся вблизи от источника этих гормонов.
Основа для производства таких гормонов в основном тирозин. Надпочечники синтезируют адреналин и норадреналин. Щитовидная железа производит тироксин.
Функция этих гормонов по большей части в регулировке обмена веществ. Для выработки этих гормонов необходим белок. Типичные пептиды – инсулин и гормон роста. Первый трансформирует сахарозу в энергию. Второй отвечает за увеличение мышечной массы и потерю жировой массы. Поджелудочная железа производит инсулин и глюкагон. Гипофиз синтезирует гормон роста и кортикотропин.
Гормональный фон человека – это сбалансированная система гормонов в организме, влияющая на общее его состояние, работу всех органов и качество всех процессов.
Под влиянием различных внешних и внутренних факторов гормональный фон может меняться.
Существуют различия в системе гормонов по половому признаку. Гормональный фон мужчины более стабилен. У женщин разные фазы менструального цикла вызывают выработку разного количества гормонов. Меняется оно и во время вынашивания ребенка.
О сбоях в работе организма, вызванных дисбалансом гормонов, могут сигнализировать такие признаки:
Если появились признаки того, что гормональный фон изменился, необходимо обратиться к врачу безотлагательно. Несвоевременное оказание квалифицированной помощи может привести к тяжелым последствиям, в том числе к летальному исходу.
Баланс гормонов существенно влияет на работу всех систем организма, как на физическое, так и на психическое состояние человека. Гормональные изменения могут быть причиной возникновения проблем в выполнении своих функций любым органом. Поэтому нелишним будет проверять гормональный фон в профилактических целях. Если же возникли физиологические или эмоциональные расстройства, изучение влияния на них гормонов необходимо.
Эндокринолог подскажет, как проверить гормональный фон, на какие именно гормоны нужно сдать анализы, и проанализирует их результаты. Нет необходимости изучать уровень всех видов гормонов, когда заболевание известно. Специалист оценит жалобы пациента, симптомы, историю болезни и определит, какой вид исследования необходимо провести.
Различают анализы содержания в крови таких типов гормонов.
Кроме того, как отдельный тип диагностики выделяют пренатальную. Исследования проводятся в течение 1–2 дней. Продолжительность экспресс-анализов исчисляется часами и даже минутами.
Если своевременно не обратить внимания на признаки сбоев в работе эндокринной системы, беспечно игнорировать симптомы того, что гормональный фон изменился, нарушения усугубятся и могут стать необратимыми.
Основные последствия неполноценного выполнения своих функций органами эндокринной системы следующие.
Чтобы улучшить гормональный фон, необходимо не только принимать специальные препараты, но и скорректировать образ жизни. Нужно следовать нескольким несложным правилам.
Выполнение данных правил в качестве профилактики позволит обезопасить себя от нарушений выполнения эндокринной системой своих функций.
Особенности гормонов заключаются в том, что человек нуждается в небольшом количестве каждого вещества, но при этом все они имеют огромную значимость для организма.
Основные функции гормонов: регулирование обменных процессов, клеточного роста, развития органов. Вырабатываются при помощи эндокринной системы, в структуру которой входит:
В случае сбоев в гормональной системе, человек начинает страдать от проявлений различных заболеваний.
Сколько видов гормонов вырабатывает организм человека? Медики насчитывают около 100 разновидностей основных гормонов и более десятка гормонов-активаторов. После выработки они выводятся в кровяное русло и направляются в сторону необходимого органа или ткани, где воздействуют на каждую клетку. Белковые компоненты способны функционировать на поверхности клеточных мембран, а жировые - проникают внутрь и воздействуют на органеллы.
По своим химическим свойствам делятся на несколько веществ:
В своей совокупности они способствуют физическому, умственному и половому созреванию человека. А также благодаря этим веществам организм легко приспосабливается к изменчивому внешнему миру и поддерживает постоянство своей внутренней среды. Каждый гормон имеет свою химическую структуру и физические свойства.
Все вырабатывающиеся организмом гормоны можно разделить на 5 групп:
Гормоны-активаторы не входят ни в одну из вышеперечисленных групп. Они не имеют прямого влияния на человеческий организм. Такие вещества стимулируют процессы синтеза основных гормонов. Синтезируются при помощи гипоталамуса и передних долей .
Концентрация половых гормонов в женском организме не является постоянной. Резкие скачки происходят под влиянием фаз менструального цикла. Самые большие изменения в гормональном фоне происходят в период беременности.
Такие гормоны вырабатываются в организме при помощи надпочечников. Они оказывают влияние на обменные процессы и адаптацию человека к смене условий окружающей среды. Благодаря им мы можем бороться со стрессами и принимать важные решения в экстремальных условиях.
Или, другими словами, «гормон радости». Именно он помогает человеку испытывать чувство удовольствия и эйфории. Процесс выработки активизируется в конкретных ситуациях: когда человеку нравится определенный вид деятельности. При этом мозг пытается запомнить эти ощущения и заставляет человека возвращаться к нему снова и снова. Количество гормона может повышаться в стрессовых ситуациях, и даже при шоковом состоянии (в том числе и болевом).
Симптомы недостатка:
Симптомы переизбытка:
Понижение приводит к депрессии, что, в свою очередь, может вызывать ожирение, хроническую усталость и прочие недуги.
Это гормон стресса. Он помогает «собраться с духом» в стрессовой ситуации. Он способен притуплять боль при травмах, блокировать страх и повышать выносливость.
В процессе того, как адреналин выбрасывается в кровь, происходит учащение сердцебиения, артериального давления, дыхания, что помогает насыщать мышцы кислородом и использовать их в полной мощи. А также это вещество увеличивает период бодрствования и ускоряет реакцию. Сколько длится действие адреналина? Ученые подсчитали, что около 5 минут.
Гормональный сбой может привести к психическим расстройствам, гипертонии, истощению, заболеваниям почек.
Это вещество регулирует углеводный обмен. Его максимальное количество вырабатывается в утренние часы. Минимальное количество припадает на вечернее время.
А также выброс кортизола в кровь происходит и в стрессовых ситуациях. Он помогает организму человека мобилизоваться путем уменьшения всасываемости кальция и изменения метаболизма, тем самым делая глюкозу более доступной. При нехватке в крови человек начинает ощущать раздражительность, его мучают головные боли и головокружение, пропадает аппетит, нарушается работа ЖКТ.
Избыток гормона вызывает:
Все это может стать причиной появления многих заболеваний: сахарного диабета, остеопороза и сердечно-сосудистых заболеваний.
Поддерживают минеральный баланс в организме. Гормоны этой группы вырабатываются в коре надпочечников. Их функциональность не ограничивается одним лишь конкретным органом или тканью.
Они регулируют все обменные процессы организма, поддерживают постоянный минеральный состав крови, способствуют выведению излишков веществ. Их применяют и в медицинских целях:
В эту группу входят разные виды гормонов, но все они объединены общей функцией - регулирование обменных процессов организма. Они синтезируются при помощи поджелудочной, щитовидной, паращитовидной желез, - регулирует процесс мочеиспускания.
Баланс гормонов в организме человека - гарантия его полноценного развития.
Эти вещества очень важны в детском и подростковом возрасте, так как дают толчок росту и формированию организма. Гормональные нарушения в детском организме очень сложно компенсировать и они могут привести к необратимым последствиям. Состояние гормонов в организме влияет на состояние всех органов.
Пристального внимания заслуживают гормоны щитовидной железы.
При их дефиците затормаживается физическое и умственное развитие. Кроме того, тиреоидные гормоны тесно взаимодействуют с другими гормонами. Ярким примером этого процесса является связь с соматотропином, который отвечает за рост организма. Этот гормон в организме подростка незаменим.
Симптомы нарушений щитовидной железы:
При появлении этих признаков следует сдать анализы на гормоны щитовидной железы. В случае отсутствия вторичных половых признаков у подростка в возрасте 12-14 лет, необходимо проверить . А также в детском возрасте можно сдать анализ сахара крови и диагностировать наличие сахарного диабета.
Возникновение неполадок в функционировании организма некоторые люди стараются устранить самостоятельно, не прибегая к помощи врачей. Однако такое самолечение способно негативно сказаться на дальнейшем состоянии здоровья. Ведь нарушение в работе того или иного органа возникает в процессе недостаточной или избыточной выработки гормонов.
Впрочем, об этих веществах каждый человек наслышан с детства. Между тем, ученые продолжают изучать строение этих веществ и функции, которые они выполняют. Что такое гормоны, для чего нужны они человеку, какие виды гормонов существуют, и какое влияние они на него оказывают?
Гормоны являются биологически активными веществами. Их выработка происходит в специализированных клетках желез внутренней секреции. В переводе с древнегреческого языка слово «гормоны» означает «побуждать» или «возбуждать».
Именно это действие и является их основной функцией: вырабатываясь в одних клетках, данные вещества побуждают клетки других органов к действию, посылая им сигналы. То есть в организме человека гормоны играют роль своеобразного механизма, запускающего все процессы жизнедеятельности, которые не могут существовать отдельно.
Чтобы осознать их значение, необходимо понимать, где они образуются. Основными источниками выработки гормонов являются следующие внутренние железы:
Участвовать в образовании этих веществ могут и некоторые внутренние органы, к которым относятся:
Гипоталамус – это небольшой отросток головного мозга, являющийся координатором выработки гормонов.
Разобравшись, что такое гормоны, можно приступать к изучению того, как они действуют.
Каждый гормон воздействует на определенные органы, называемые органами-мишенями. При этом у каждого из гормонов имеется своя химическая формула, которая и предопределяет, какой из органов станет мишенью. Стоит заметить, что мишенью может являться не один орган, а несколько.
В отличие от нервной системы, передающей импульсы через нервы, гормоны поступают в кровь. На органы-мишени они воздействуют через клетки, снабженные особыми рецепторами, способными воспринимать только определенные гормоны. Их взаимосвязь подобна замку с ключом, где в качестве замка выступает клетка-рецептор, открываемая ключом-гормоном.
Прикрепляясь к рецепторам, гормоны проникают во внутренние органы, где при помощи химического воздействия заставляют их выполнять определенные функции.
Активное изучение гормонов и желез, их вырабатывающих, началось в 1855 году. В этот период английский врач Т.Аддисон впервые описал бронзовую болезнь, развивающуюся вследствие нарушения функций надпочечников.
Интерес к данной науке проявляли и другие врачи, к примеру, К.Бернар из Франции, изучавший процессы образования и выделения в кровь секреции. Предметом его изучения являлись и органы, их выделявшие.
А французскому врачу Ш.Броун-Секару удалось найти взаимосвязь между различными заболеваниями и снижением функции желез внутренней секреции. Именно он впервые доказал, что многие заболевания могут излечиваться с помощью средств, приготавливаемых из экстрактов желез.
В 1899 году английским ученым удалось открыть гормон секретин, вырабатываемый двенадцатиперстной кишкой. Чуть позже они дали ему название гормон, которое и положило начало современной эндокринологии.
До сих пор ученые не смогли изучить о гормонах все, продолжая делать новые открытия.
Гормоны бывают нескольких видов, различаемых по химическому составу.
Весь жизненный путь человеческий организм вырабатывает гормоны. Они оказывают влияние на любые процессы, которые происходят с человеком.
Основные гормоны человека на протяжении всей жизни обеспечивают стабильность работы организма.
Под действием некоторых факторов стабильность процесса может нарушаться. Их примерный список выглядит следующим образом:
В организме мужчин выработка гормонов более стабильна, нежели у женщин. В женском организме количество секретируемых гормонов изменяется в зависимости от различных факторов, в том числе фазы менструального цикла, беременности, родов и менопаузы.
О том, что мог образоваться гормональный дисбаланс, говорят следующие признаки:
Если какое-либо из этих состояний проявляется систематически, необходимо обратиться к эндокринологу. Только врач на основании анализа сможет определить, какие гормоны вырабатываются в недостаточном или избыточном количестве, и назначить адекватное лечение. При этом определение уровня всех возможных гормонов не требуется, так как опытный врач определит вид необходимого исследования на основании жалоб пациента.
Зачем назначается анализ крови на содержание гормонов? Он необходим для подтверждения или исключения какого-либо диагноза.
При необходимости назначаются анализы, которые определяют концентрацию в крови гормонов, выделяемых следующими железами внутренней секреции:
Женщинам в качестве дополнительного обследования может назначаться пренатальная диагностика, позволяющая выявить патологии в развитии плода на ранних сроках беременности.
Наиболее популярным анализом крови является определение базального уровня определенного типа гормона. Такое обследование проводят утром натощак. Но уровень большинства веществ склонен меняться в течение суток. Как пример, можно привести соматотропин – гормон, стимулирующий рост. Поэтому его концентрация исследуется в течение суток.
Если же проводится исследование гормонов желез внутренней секреции, зависящих от гипофиза, проводится анализ, определяющий уровень гормона, вырабатываемого эндокринной железой, и гормона гипофиза, заставляющего данную железу его вырабатывать.
При легком гормональном дисбалансе показана корректировка образа жизни:
Если же требуется более интенсивное лечение, изучается таблица гормонов, и применяются медицинские препараты, которые содержат их синтетические аналоги. Однако назначать их вправе только специалист.
⚕️Мелихова Ольга Александровна — врач эндокринолог, стаж 2 года.
Занимается вопросами профилактики, диагностики и лечения заболеваний органов эндокринной системы: щитовидной железы, поджелудочной железы, надпочечников, гипофиза, половых желез, паращитовидных желез, вилочковой железы и т.д.
В входят органы, вырабатывающие гормоны, которые необходимы для нормального функционирования организма. Каждый вид гормонов отвечает за определенную , и недостаточное или избыточное их вырабатывание сказывается на работоспособности всех органов и тканей. Следует подробно рассмотреть, что такое гормоны и для чего они нужны человеку.
Что это такое гормон? Научное определение этому понятию довольно сложное, но если объяснить по-простому, то это активные вещества, которые синтезируются в организме, необходимые для работоспособности всех органов и систем. При нарушениях уровня этих веществ в организме наступает гормональный сбой, который, в первую очередь, сказывается на нервной системе и психологическом состоянии человека, и только потом начинают возникать дисфункции остальных систем.
Что такое гормоны можно понять, выяснив их функции и значение в организме человека. Они классифицируются по месту образования, химическому строению и предназначению.
По химическим признакам выделяют следующие группы:
Можно выделить и четвертую группу – эйкозаноиды. Эти вещества производятся в органах, не относящихся к эндокринной системе, и оказывают свое действие на местном уровне. Поэтому их принято называть «гормоноподобными» веществами.
Каждый гормон в организме человека имеет свое предназначение. Их биологические функции показывает следующая таблица:
Функция | Назначение | Основные гормоны |
Регулятивная |
Сокращение мышц и их тонуса | Окситоцин, адреналин |
Секреция желез в организме | Статины, ТТГ, АКТГ | |
Контролируют белковый, углеводный и жировой обмен веществ | Липотропин, инсулин, тиреоиды | |
Отвечают за поведенческие процессы | Тиреоиды, адреналин, гормоны половых желез | |
Контролируют рост тела | Соматропин, тиреоиды | |
Водно – солевой обмен | Вазопрессин, альдостерон | |
Обмен фосфатов и кальция | Кальцитонин, кальцитриол, паратгормон | |
Программная |
Половое созревание | Гормоны гипоталамуса, гипофиза и половых желез |
Поддерживающая |
Усиление действия гомонов роста и половых желез | Тироксин |
Эта таблица показывает лишь основные назначения нескольких гормонов. Но каждый из них может стимулировать и отвечать сразу за несколько функций. Вот несколько примеров: адреналин не только отвечает за сокращение мышц, но и регулирует давление и некоторым образом участвует в углеводном обмене веществ. Эстроген, который стимулирует репродуктивную функцию, влияет на свертываемость крови и липидный обмен.
Щитовидная железа расположена в передней части шеи и имеет совсем небольшой вес – около 20 гр. Но этот маленький орган играет большую роль в организме – именно в нем вырабатывают гормоны, стимулирующие работу всех органов и тканей.
И – основные гормоны этой железы. Для их образования необходим йод, именно поэтому они называются йодсодержащими. Т3 – имеет в своем составе три молекулы йода. Он вырабатывается в незначительных количествах и имеет способность быстро разрушаться, попадая в кровь. Т4 – состоит из четырех молекул, имеет более длительную жизнеспособность и поэтому считается более важным. Его содержание в организме составляет 90% от всех гормонов человека.
Их функции:
Если наблюдается недостаток Т3 и Т4, то нарушается работоспособность всех систем организма:
Могут наблюдаться серьезные нарушения в психике и нервной системе. Повышенный уровень вызывает раздражительность, резкий набор или снижение веса, тахикардию, гипергидроз.
Два состояния, в которых бывают эти вещества:
Так как в организме все взаимосвязано, эти виды гормонов воспроизводятся под воздействием ТТГ, вырабатываемого в . Именно поэтому для диагностики важна информация не только о гормонах щитовидной железы, но и гормона ТТГ.
За щитовидной железой находится паращитовидная, которая отвечает за концентрацию кальция в крови. Это происходит за счет – ПТГ (паратирина или паратиреоидного гормона), стимулирующего обменные процессы в организме.
Функции ПТГ:
Низкая концентрация паратгормона приводит к мышечной слабости, возникают проблемы с кишечной перистальтикой, нарушается работоспособность сердца и меняется психическое состояние человека.
Симптомы снижения паратгормона:
Высокий уровень ПТГ оказывает негативное влияние на формирование костной ткани, кости становятся более ломкими.
Симптомы повышения ПТГ:
Возникающий кальциноз нарушает кровообращение, провоцирует образование язв желудка и двенадцатиперстной кишки, отложение фосфатных камней в почках.
Гипофиз – мозговой отросток, вырабатывающий большое количество активных веществ. Они образуются в передней и задней части гипофиза и имеют свои особенные функции. А также вырабатывает несколько видов гормонов.
Образующиеся в передней доле:
Синтезирующиеся в задней доле:
В средней доле – меланотропин, отвечает за пигментацию кожных покровов. По последним данным, меланотропин может оказывать влияние на память.
Гормоны, образовывающиеся в гипофизе, находятся под влиянием гипоталамуса, который играет роль регулятора секреции активных веществ в органах. является звеном, связывающим нервную и эндокринную системы. Гормоны гипоталамуса – меланостатин, пролактостатин, угнетают секрецию гипофиза. Все остальные, например, люлиберин, фоллиберин направлены на стимуляцию секреции гипофиза.
Активные вещества, которые образуются в поджелудочной железе, составляют всего 1–2% от общего числа. Но, несмотря на небольшое количество, они играют значительную роль в пищеварении и остальных процессах организма.
Какие гормоны вырабатываются в поджелудочной железе:
Нарушение выработки гормонов поджелудочной железой, в первую очередь, приводит к сахарному диабету. Аномальное количество глюкогона провоцирует опухоли поджелудочной железы злокачественного характера. При сбоях в выработке соматостатина и приводит к различным заболеваниям желудочно-кишечного тракта.
В мозговом веществе надпочечников вырабатываются очень важные гормоны – адреналин и норадреналин. Адреналин образуется при возникновении стрессовых ситуаций, например, в шоковых ситуациях, при страхе, сильной боли. Зачем он нужен? При возникает устойчивость к негативным факторам, то есть он имеет защитную функцию.
Также людьми замечается, что при получении хороших новостей, возникает чувство окрыленности – активизируется возбуждающая функция норадреналина. Этот гормон придает чувство уверенности, стимулирует работу нервной системы, регулирует артериальное давление.
А также в надпочечниках вырабатываются кортикостероидные вещества:
Сетчатой зоной надпочечников выделяются половые гормоны – , влияющие на развитие вторичных половых признаков. К женским относятся – андростендион и , отвечающие за рост волос, работу сальных желез и формирование либидо. В яичниках вырабатываются эстрогены (эстриол, эстрадиол, эстрон), от них полностью зависти репродуктивная функция женского организма.
У мужчин они практически не играют роли, так как их главный гормон – тестостерон (формируется из ДЭА) и вырабатывается в яичках. Второй по важности мужской гормон – дегидротестостерон – отвечает за потенцию, развитие половых органов и либидо. В некоторых случаях у мужчин способен превращаться в эстроген, что приводит к нарушению половых функций. Половые гормоны человека, где бы они ни образовывались, зависят друг от друга и одновременно влияют на организм мужчин и женщин.
Биологически активное вещество (БАВ), физиологически активное вещество (ФАВ) - вещество, которое в малых количествах (мкг, нг) оказывает выраженный физиологический эффект на различные функции организма.
Гормон — физиологически активное вещество, вырабатываемое или специализированными эндокринными клетками, выделяемое во внутреннюю среду организма (кровь, лимфа) и оказывающее дистантное действие на клетки-мишени.
Гормон - это сигнальная молекула, секретируемая эндокринными клетками, которая посредством взаимодействия со специфическими рецепторами клеток-мишеней регулирует их функции. Поскольку гормоны являются носителями информации, то они, как и другие сигнальные молекулы, обладают высокой биологической активностью и вызывают ответные реакции клеток-мишеней в очень малых концентрациях (10 -6 — 10 -12 М/л).
Клетки-мишени (ткани-мишени, органы-мишени) — клетки, ткани или органы, в которых имеются специфичные для данного гормона рецепторы. Некоторые гормоны имеют единственную ткань-мишень, тогда как другие оказывают влияние повсеместно в организме.
Таблица. Классификация физиологически активных веществ
Гормоны имеют ряд общих свойств. Обычно они образуются специализированными эндокринными клетками. Гормоны обладают избирательностью действия, которая достигается благодаря связыванию со специфическими рецепторами, находящимися на поверхности клеток (мембранные рецепторы) или внутри них (внутриклеточные рецепторы), и запуску каскада процессов внутриклеточной передачи гормонального сигнала.
Последовательность событий передачи гормонального сигнала может быть представлена в виде упрощенной схемы «гормон (сигнал, лиганд) -> рецептор -> второй (вторичный) посредник -> эффекторные структуры клетки -> физиологический ответ клетки». У большинства гормонов отсутствует видовая специфичность (за исключением ), что позволяет изучать их эффекты на животных, а также использовать гормоны, полученные от животных, для лечения больных людей.
Различают три варианта межклеточного взаимодействия с помощью гормонов:
По химической структуре гормоны делят на три группы:
По выполняемой функции гормоны делят на три группы:
Таблица. Типы действия гормонов
Тип действия |
Характеристика |
Гормональное (гемокринное) |
Действие гормона на значительном удалении от места образования |
Изокринное (местное) |
Гормон, синтезируемый в одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с первой. Его высвобождение осуществляется в межтканевую жидкость и кровь |
Нейрокринное (нейроэндокринное) |
Действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию нейромедиатора или нейромодулятора |
Паракринное |
Разновидность изокринного действия, но при этом гормон, образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных в непосредственной близости |
Юкстакринное |
Разновидность паракринного действия, когда гормон не попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передастся через плазматическую мембрану рядом расположенной клетки |
Аутокринное |
Высвобождающийся из клетки гормон оказывает влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность |
Соликринное |
Высвобождающийся из клетки гормон поступает в просвет протока и достигает, таким образом, другой клетки, оказывая на нес специфическое воздействие (характерно для желудочно- кишечных гормонов) |
Гормоны циркулируют в крови в свободном (активная форма) и связанном (неактивная форма) состоянии с белками плазмы или форменных элементов. Биологической активностью обладают гормоны в свободном состоянии. Содержание их в крови зависит от скорости секреции, степени связывания, захвата и скорости метаболизма в тканях (связывания со специфическими рецепторами, разрушения или инактивации в клетках-мишенях или гепатоцитах), удаления с мочой или желчью.
Таблица. Физиологически активные вещества, открытые в последнее время
Ряд гормонов может подвергаться в клетках-мишенях химическим превращениям в более активные формы. Так, гормон «тироксин», подвергаясь дейодированию, превращается в более активную форму — трийодтиронин. Мужской половой гормон тестостерон в клетках-мишенях может не только превращаться в более активную форму — дегидротестостерон, но и в женские половые гормоны группы эстрогенов.
Действие гормона на клетку-мишень обусловлено связыванием, стимуляцией специфического к нему рецептора, после чего происходит передача гормонального сигнала на внутриклеточный каскад превращений. Передача сигнала сопровождается его многократным усилением, и действие на клетку небольшого числа молекул гормона может сопровождаться мощной ответной реакцией клеток-мишеней. Активация гормоном рецептора сопровождается также включением внутриклеточных механизмов, прекращающих ответ клетки на действие гормона. Это могут быть механизмы, понижающие чувствительность (десенситизация/адаптация) рецептора к гормону; механизмы, дефосфорилирующие внутриклеточные ферментные системы и др.
Рецепторы к гормонам, как и к другим сигнальным молекулам, локализованы на клеточной мембране или внутри клетки. С рецепторами клеточной мембраны (1-TMS, 7-TMS и лигандзависимые ионные каналы) взаимодействуют гормоны гидрофильной (лииофобной) природы, для которых клеточная мембрана не проницаема. Ими являются катехоламины, мелатонин, серотонин, гормоны белково-пептидной природы.
Гормоны гидрофобной (липофильной) природы диффундируют через плазматическую мембрану и связываются с внутриклеточными рецепторами. Эти рецепторы делятся на цитозольные (рецепторы стероидных гормонов — глюко- и минералокортикоидов, андрогенов и прогестинов) и ядерные (рецепторы тиреоидных йодсодержащих гормонов, кальцитриола, эстрогенов, ретиноевой кислоты). Цитозольные рецепторы и рецепторы эстрогенов связаны с белками теплового шока (БТШ), что предотвращает их проникновение в ядро. Взаимодействие гормона с рецептором приводит к отделению БТШ, образованию гормон-рецепторного комплекса и активации рецептора. Комплекс гормон-рецептор перемещается в ядро, где он взаимодействует со строго определенными гормон-чувствительными (узнающими) участками ДНК. Это сопровождается изменением активности (экспрессией) определенных генов, контролирующих синтез белков в клетке и другие процессы.
По использованию тех или иных внутриклеточных путей передачи гормонального сигнала наиболее распространенные гормоны можно разделить на ряд групп (табл. 8.1).
Таблица 8.1. Внутриклеточные механизмы и пути действия гормонов
Гормоны контролируют разнообразные реакции клеток-мишеней и через них — физиологические процессы организма. Физиологические эффекты гормонов зависят от их содержания в крови, количества и чувствительности рецепторов, состояния пострецепторных структур в клетках-мишенях. Под действием гормонов может происходить активация или торможение энергетического и пластического метаболизма клеток, синтеза различных, в том числе белковых веществ (метаболическое действие гормонов); изменение скорости деления клетки, ее дифференцировки (морфогенетическое действие), инициирование запрограммированной гибели клетки (апоптоз); запуск и регуляция сокращения и расслабления гладких миоцитов, секреции, абсорбции (кинетическое действие); изменение состояния ионных каналов, ускорение или торможение генерации электрических потенциалов в водителях ритма (корригирующее действие), облегчение или угнетение влияния других гормонов (реактогенное действие) и т.д.
Таблица. Распределение гормона в крови
Скорость возникновения в организме и продолжительность ответных реакций на действие гормонов зависит от типа стимулируемых рецепторов и скорости метаболизма самих гормонов. Изменения физиологических процессов могут наблюдаться через несколько десятков секунд и длиться кратковременно при стимуляции рецепторов плазматической мембраны (например, сужение сосудов и повышение артериального давления крови под действием адреналина) или наблюдаться через несколько десятков минут и длиться часами при стимуляции ядерных рецепторов (например, усиление обмена в клетках и увеличение потребления кислорода организмом при стимуляции тиреоидных рецепторов трийодтиронином).
Таблица. Время действия физиологически активных веществ
Поскольку одна и та же клетка может содержать рецепторы к разным гормонам, то она способна быть одновременно клеткой-мишенью для нескольких гормонов и других сигнальных молекул. Действие одного гормона на клетку нередко сочетается с влиянием других гормонов, медиаторов, цитокинов. При этом в клетках-мишенях может происходить запуск ряда путей передачи сигналов, в результате взаимодействия которых может наблюдаться усиление или торможение ответной реакции клетки. Например, на гладкий миоцит стенки сосудов могут одновременно действовать норадреналин и , суммируя их сосудосуживающее влияние. Сосудосуживающее действие вазопрессина может быть устранено или ослаблено одновременным действием на гладкие миоциты сосудистой стенки брадикинина или оксида азота.
Регуляция образования и секреции гормонов является одной из важнейших функций и нервной систем организма. Среди механизмов регуляции образования и секреции гормонов выделяют влияние ЦНС, «тройных» гормонов, влияние по каналам отрицательной обратной связи концентрации гормонов в крови, влияние конечных эффектов гормонов на их секрецию, влияние суточных и других ритмов.
Нервная регуляция осуществляется в различных эндокринных железах и клетках. Это регуляция образования и секреции гормонов нейросекреторными клетками переднего гипоталамуса в ответ на поступление к нему нервных импульсов с различных областей ЦНС. Эти клетки обладают уникальной способностью возбуждаться и трансформировать возбуждение в образование и секрецию гормонов, стимулирующих (рилизинг-гормоны, либерины) или тормозящих (статины) секрецию гормонов гипофизом. Например, при увеличении притока нервных импульсов к гипоталамусу в условиях психоэмоционального возбуждения, голода, болевого воздействия, действии тепла или холода, при инфекции и в других чрезвычайных условиях, нейросекреторные клетки гипоталамуса высвобождают в портальные сосуды гипофиза кортикотропина рилизинг-гормон, который усиливает секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) гипофизом.
Непосредственное влияние на образование и секрецию гормонов оказывает АНС. При повышении тонуса СНС увеличивается секреция тройных гормонов гипофизом, секреция катехоламинов мозговым веществом надпочечников, тиреоидных гормонов щитовидной железой, снижается секреция инсулина. При повышении тонуса ПСНС увеличивается секреция инсулина, гастрина и тормозится секреция тиреоидных гормонов.
Регуляции тронными гормонами гипофиза используется для контроля образования и секреции гормонов периферическими эндокринными железами (щитовидной, корой надпочечников, половыми железами). Секреция тропных гормонов находится под контролем гипоталамуса. Тропные гормоны получили свое название из-за их способности связываться (обладать сродством) с рецепторами клеток-мишеней, формирующих отдельные периферические эндокринные железы. Троп- ный гормон к тироцитам щитовидной железы называют тиро- тропином или тиреотропным гормоном (ТТГ), к эндокринным клеткам коры надпочечников — адренокортикотропным гормоном (АКГТ). Тропные гормоны к эндокринным клеткам половых желез получили название: лютропин или лютеинизирующий гормон (ЛГ) — к клеткам Лейдига, желтому телу; фоллитропин или фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) — к клеткам фолликулов и клеткам Сертоли.
Тропные гормоны при повышении их уровня в крови многократно стимулируют секрецию гормонов периферическими эндокринными железами. Они могут оказывать на них также другие эффекты. Так, например, ТТГ усиливает в щитовидной железе кровоток, активирует метаболические процессы в тироцитах, захват ими йода из крови, ускоряет процессы синтеза и секреции тиреоидных гормонов. При избыточном количестве ТТГ наблюдается гипертрофия щитовидной железы.
Регуляция обратными связями используется для контроля секреции гормонов гипоталамуса и гипофиза. Ее суть заключается в том, что нейросекреторные клетки гипоталамуса имеют рецепторы и являются клетками-мишенями гормонов периферической эндокринной железы и тройного гормона гипофиза, контролирующего секрецию гормонов этой периферической железой. Таким образом, если под влиянием гипоталамического тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ) увеличится секреция ТТГ, то последний свяжется не только с рецепторами тирсоцитов, но и с рецепторами нейросекреторных клеток гипоталамуса. В щитовидной железе ТТГ стимулирует образование тиреоидных гормонов, а в гипоталамусе — тормозит дальнейшую секрецию ТРГ. Связь между уровнем ТТГ в крови и процессами образования и секреции ТРГ в гипоталамусе получила название короткой петли обратной связи.
На секрецию ТРГ в гипоталамусе оказывает влияние и уровень гормонов щитовидной железы. Если их концентрация в крови повышается, то они связываются с рецепторами тиреоидных гормонов нейросекреторных клеток гипоталамуса и тормозят синтез и секрецию ТРГ. Связь между уровнем тиреоидных гормонов в крови и процессами образования и секреции ТРГ в гипоталамусе получила название длинной петли обратной связи. Имеются экспериментальные данные о том, что гормоны гипоталамуса не только регулируют синтез и выделение гормонов гипофиза, но и тормозят собственное выделение, что определяют понятием сверхкороткой петли обратной связи.
Совокупность железистых клеток гипофиза, гипоталамуса и периферических эндокринных желез и механизмов их взаимного влияния друг на друга назвали системами или осями гипофиз — гипоталамус — эндокринная железа. Выделяют системы (оси) гипофиз — гипоталамус — щитовидная железа; гипофиз — гипоталамус — кора надпочечников; гипофиз — гипоталамус — половые железы.
Влияние конечных эффектов гормонов на их секрецию имеет место в островковом аппарате поджелудочной железы, С-клетках щитовидной железы, паращитовидных железах, гипоталамусе и др. Это демонстрируется следующими примерами. При повышении в крови уровня глюкозы стимулируется секреция инсулина, а при понижении — глюкагона. Эти гормоны по паракринному механизму тормозят секрецию друг друга. При повышении в крови уровня ионов Са 2+ стимулируется секреция кальцитонина, а при понижении — паратирина. Прямое влияние концентрации веществ на секрецию гормонов, контролирующих их уровень, является быстрым и эффективным способом поддержания концентрации этих веществ в крови.
Среди рассматриваемых механизмов регуляции секреции гормонов их конечными эффектами можно отметить регуляцию секреции антидиуретического гормона (АДГ) клетками заднего гипоталамуса. Секреция этого гормона стимулируется при повышении осмотического давления крови, например при потере жидкости. Снижение диуреза и задержка жидкости в организме под действием АДГ ведут к снижению осмотического давления и торможению секреции АДГ. Похожий механизм используется для регуляции секреции натрийуретического пептида клетками предсердий.
Влияние суточных и других ритмов на секрецию гормонов имеет место в гипоталамусе, надпочечниках, половых, шишковидной железах. Примером влияния суточного ритма является суточная зависимость секреции АКТГ и кортикостероидных гормонов. Самый низкий их уровень в крови наблюдается в полночь, а самый высокий — утром после пробуждения. Наиболее высокий уровень мелатонина регистрируется ночью. Хорошо известно влияние лунного цикла на секрецию половых гормонов у женщин.
Секреция гормонов - поступление гормонов во внутреннюю среду организма. Полипептидные гормоны накапливаются в гранулах и секретируются путем экзоцитоза. Стероидные гормоны не накапливаются в клетке и секретируются сразу после синтеза путем диффузии через клеточную мембрану. Секреция гормонов в большинстве случаев имеет циклический, пульсирующий характер. Периодичность секреции — от 5-10 мин до 24 ч и более (распространенный ритм — около 1 ч).
Связанная форма гормона — образование обратимых, соединенных нековалентными связями комплексов гормонов с белками плазмы и форменными элементами. Степень связывания различных гормонов сильно варьирует и определяется их растворимостью в плазме крови и наличием транспортного белка. Например, 90 % кортизола, 98 % тестостерона и эстрадиола, 96 % трийодтиронина и 99 % тироксина связываются с транспортными белками. Связанная форма гормона не может взаимодействовать с рецепторами и формирует резерв, который может быть быстро мобилизован для пополнения пула свободного гормона.
Свободная форма гормона — физиологически активное вещество в плазме крови в несвязанном с белком состоянии, способное взаимодействовать с рецепторами. Связанная форма гормона находится в динамическом равновесии с пулом свободного гормона, который в свою очередь находится в равновесии с гормоном, связанным с рецепторами в клетках-мишенях. Большинство полипептидных гормонов, за исключением соматотропина и окситоцина, циркулирует в низких концентрациях в крови в свободном состоянии, не связываясь с белками.
Метаболические превращения гормона - его химическая модификация в тканях-мишенях или других образованиях, обусловливающая снижение/повышение гормональной активности. Важнейшим местом обмена гормонов (их активации или инактивации) является печень.
Скорость метаболизма гормона - интенсивность его химического превращения, которая определяет длительность циркуляции в крови. Период полураспада катехоламинов и полипептидных гормонов составляет несколько минут, а тиреоидных и стероидных гормонов — от 30 мин до нескольких суток.
Гормональный рецептор — высокоспециализированная клеточная структура, входящая в состав плазматических мембран, цитоплазмы или ядерного аппарата клетки и образующая специфичное комплексное соединение с гормоном.
Органоспецифичность действия гормона - ответные реакции органов и тканей на физиологически активные вещества; они строго специфичны и не могут быть вызваны другими соединениями.
Обратная связь — влияние уровня циркулирующего гормона на его синтез в эндокринных клетках. Длинная цепь обратной связи — взаимодействие периферической эндокринной железы с гипофизарными, гипоталамическими центрами и с супрагипоталамическими областями ЦНС. Короткая цепь обратной связи — изменение секреции гипофизарного тронного гормона, модифицирует секрецию и высвобождение статинов и либеринов гипоталамуса. Ультракороткая цепь обратной связи — взаимодействие в пределах эндокринной железы, при котором выделение гормона влияет на процессы секреции и высвобождения его самого и других гормонов из данной железы.
Отрицательная обратная связь - повышение уровня гормона, приводящее к торможению его секреции.
Положительная обратная связь — повышение уровня гормона, обусловливающее стимуляцию и возникновение пика его секреции.
Анаболические гормоны -
физиологически активные вещества, способствующие образованию и обновлению структурных частей организма и накоплению в нем энергии. К таким веществам относятся гонадотропные гормоны гипофиза (фоллитропин, лютропин), половые стероидные гормоны (андрогены и эстрогены), гормон роста (соматотропин), хориони- ческий гонадотропин плаценты, инсулин.
Инсулин — белковое вещество, вырабатываемое в β-клетках островков Лангерганса, состоящее из двух полипептидных цепей (А-цепь — 21 аминокислота, В-цепь — 30), снижающее уровень глюкозы крови. Первый белок, у которого была полностью определена первичная структура Ф. Сенгером в 1945-1954 гг.
Катаболические гормоны — физиологически активные вещества, способствующие распаду различных веществ и структур организма и высвобождению из него энергии. К таким веществам относятся кортикотропин, глюкокортикоиды (корти- зол), глюкагон, высокие концентрации тироксина и адреналина.
Тироксин (тетрайодтиронин) - йодсодержащее производное аминокислоты тирозина, вырабатываемое в фолликулах щитовидной железы, повышающее интенсивность основного обмена, теплопродукцию, оказывающее влияние на рост и дифференцировку тканей.
Глюкагон - полипептид, вырабатываемый в а-клетках островков Лангерганса, состоящий из 29 аминокислотных остатков, стимулирующий распад гликогена и повышающий уровень глюкозы крови.
Кортикостероидные гормоны - соединения, образующиеся в корковом веществе надпочечников. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле делят на С 18 -стероиды — женские половые гормоны — эстрогены, С 19 -стероиды — мужские половые гормоны — андрогены, С 21 -стероиды — собственно кортикостероидные гормоны, обладающие специфическим физиологическим действием.
Катехоламины — производные пирокатехина, активно участвующие в физиологических процессах в организме животных и человека. К катехоламинам относятся адреналин, норадреналин и дофамин.
Симпатоадреналовая система — хромаффинные клетки мозгового вещества надпочечников и иннервирующие их преганглионарные волокна симпатической нервной системы, в которых синтезируются катехоламины. Хромаффинные клетки также обнаружены в аорте, каротидном синусе, внутри и около симпатических ганглиев.
Биогенные амины — группа азотсодержащих органических соединений, образующихся в организме путем декарбоксилирования аминокислот, т.е. отщепления от них карбоксильной группы — СООН. Многие из биогенных аминов (гистамин, серотонин, норадреналин, адреналин, дофамин, тирамин и др.) оказывают выраженный физиологический эффект.
Эйкозаноиды - физиологически активные вещества, производные преимущественно арахидоновой кислоты, оказывающие разнообразные физиологические эффекты и подразделяющиеся на группы: простагландины, простациклины, тром- боксаны, левугландины, лейкотриены и др.
Регуляторные пептиды — высокомолекулярные соединения, представляющие собой цепочку аминокислотных остатков, соединенных пептидной связью. Регуляторные пептиды, насчитывающие до 10 аминокислотных остатков, называют олигопептидами, от 10 до 50 — полипептидами, свыше 50 — белками.
Антигормон — защитное вещество, вырабатываемое организмом при длительном введении белковых гормональных препаратов. Образование антигормона является иммунологической реакцией на введение извне чужеродного белка. По отношению к собственным гормонам организм не образует антигормоны. Однако могут быть синтезированы вещества, близкие по строению к гормонам, которые при введении в организм действуют как антиметаболиты гормонов.
Антиметаболиты гормонов
— физиологически активные соединения, близкие по строению к гормонам и вступающие с ними в конкурентные, антагонистические отношения. Антиметаболиты гормонов способны занимать их место в физиологических процессах, совершающихся в организме, или блокировать гормональные рецепторы.
Тканевой гормон (аутокоид, гормон местного действия) — физиологически активное вещество, вырабатываемое неспециализированными клетками и оказывающее преимущественно местный эффект.
Нейрогормон — физиологически активное вещество, вырабатываемое нервными клетками.
Эффекторный гормон - физиологически активное вещество, оказывающее непосредственный эффект на клетки и органы-мишени.
Тронный гормон — физиологически активное вещество, действующее на другие эндокринные железы и регулирующее их функции.