4. ГОРМОНЫ, НОМЕНКЛАТУРА, КЛАССИФИКАЦИЯ
Гормоны - биологические активные вещества, небольшие количества которых вызывают огромную по диапазону и глубине ответную реакцию организма. Гормоны вырабатываются эндокринными железами и предназначены для управления функциями организма, их регуляции и координации.
Химическая природа практически всех гормонов известна. В связи с тем, что химические формулы, отражающие структуру гормонов, громоздкие, используют их тривиальные названия. Современная классификация гормонов основана на их химической природе. Различают три группы истинных гормонов: пептидные и белковые гормоны; гормоны – производные аминокислот; гормоны стероидной природы. Эйкозаноиды – гормоноподобные вещества, оказывающие местное действие.
К пептидным и белковым гормонам, включающим в себя до 250 и более аминокислотных остатков, относятся гормоны гипоталамуса и гипофиза, а также гормоны поджелудочной железы. К гормонам – производным аминокислот в основном относятся гормон тирозин, а также адреналин и норадреналин. Гормоны стероидной природы представлены гормонами коркового вещества надпочечников (кортикостероиды), половыми гормонами (эстрогены и андрогены), а также гормональной формой витамина D. К эйкозаноидам относятся производные арахидоновой кислоты: простагландины, тромбоксаны и лейкотриены.
У человека есть две регуляторных системы, с помощью которых организм приспосабливается к постоянным внутренним и внешним изменениям. Одна из них – нервная система, которая быстро, в виде импульсов, передает сигналы через сеть нервов и нервных клеток; другая – эндокринная, осуществляющая химическую регуляцию с помощью гормонов, которые переносятся кровью и оказывают эффект на отдалённые от места их выделения ткани и органы. Эндокринная система взаимодействует с нервной системой. Это взаимодействие осуществляется через некоторые гормоны, функционирующие в качестве медиаторов (посредников) между нервной системой и органами, отвечающими на их воздействие. В этом случае говорят о нейроэндокринной регуляции. В нормальном состоянии существует баланс между активностью эндокринных желёз, состоянием нервной системы и ответом тканей-мишеней. Нарушение в каждом из этих звеньев приводит к отклонениям от нормы. Избыточная (гиперфункция эндокринной железы) или недостаточная (гипофункция эндокринной железы) продукция гормонов приводит к различным заболеваниям, сопровождающимися глубокими биохимическими изменениями в организме.
Физиологическое действие гормонов направлено на: обеспечение гуморальной, т.е. осуществляемой через кровь, регуляции биологических процессов; поддержание целостности и постоянства внутренней среды, гармоничного взаимодействия между клеточными компонентами тела; регуляцию процессов роста, созревания и репродукции.
Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Гормоны регулируют половую и репродуктивную функции и психоэмоциональное состояние организма.
Эндокринные железы представлены в организме человека гипофизом, щитовидной и паращитовидной железами, надпочечниками, поджелудочной железой, половыми железами (семенники и яичники), плацентой и гормон - продуцирующими участками желудочно-кишечного тракта. В организме синтезируются и некоторые соединения гормоноподобного действия. Например, гипоталамус секретирует ряд веществ (либерины) необходимых для высвобождения гормонов гипофиза. Эти рилизинг-факторы, или либерины, поступают в гипофиз через систему кровеносных сосудов.
У гормона может быть несколько органов-мишеней, и вызываемые ими изменения могут сказываться на целом ряде функций организма. Гормоны иногда действуют совместно; так эффект одного гормона, может зависеть от присутствия какого-то другого или других гормонов. Гормон роста, например, неэффективен в отсутствие тиреоидного гормона.
Действие гормонов осуществляется по двум основным механизмам: не проникающие в клетку гормоны (водорастворимые) действуют через рецепторы на клеточной мембране, а легко проходящие через мембрану гормоны (жирорастворимые) – через рецепторы в цитоплазме клетки. Во всех случая только наличие специфического белка-рецептора определяет чувствительность клетки к данному гормону, т.е. делает её «мишенью».
Первый механизм действия гормонов заключается в том, что гормон связывается со своими специфическими рецепторами на поверхности клетки; связывание запускает серию реакций, в результате которых образуется так называемые посредники, оказывающие прямое влияние на клеточный метаболизм. Такими посредниками служат обычно цАМФ и / или ионы кальция, которые высвобождаются из внутриклеточных структур или поступают в клетку извне. И цАМФ, и ионы кальция используются для передачи внешнего сигнала внутрь клеток. Некоторые мембранные рецепторы, в частности рецепторы инсулина, действуют более коротким путём: они пронизывают мембрану насквозь, и когда часть их молекулы связывает гормон на поверхности клетки, другая часть начинает функционировать как активный фермент на стороне, обращённой внутрь клетки; это и обеспечивает проявление гормонального эффекта.
Второй механизм действия – через цитоплазматические рецепторы – свойствен стероидным гормонам (гормонам коры надпочечников и половым), а также гормонам щитовидной железы (Т 3 и Т 4). Проникнув в клетку, содержащую соответствующий рецептор, гормон образует с ним гормон - рецепторный комплекс. Этот комплекс подвергается активации (с помощью АТФ), после чего проникает в клеточное ядро, где гормон оказывает прямое влияние на экспрессию определённых генов, стимулируя синтез специфических РНК и белков. Именно эти новообразованные белки, обычно короткоживущие, ответственны за те изменения, которые составляют физиологический эффект гормона.
Регуляция гормональной секреции осуществляется несколькими связанными между собой механизмами. Например, продукция кортизола регулируется по механизму обратной связи, которая действует на уровне гипоталамуса. Когда в крови снижается концентрация кортизола, гипоталамус секретирует кортиколиберин – фактор, стимулирующий секрецию гипофизом кортикотропина (АКТГ). Повышение уровня АКТГ в крови, в свою очередь, стимулирует секрецию кортизола в надпочечниках, и в результате содержание кортизола в крови возрастает. Повышенный уровень кортизола подавляет затем по механизму обратной связи выделение кортиколиберина, и содержание кортизола в крови снова снижается. Секреция кортизола регулируется не только механизмом обратной связи. Так, например, стресс вызывает освобождение кортиколиберина, а соответственно и всю серию реакций, повышающих секрецию кортизола. Кроме того, секреция кортизола подчиняется суточному ритму; она очень высокая при пробуждении, но постепенно снижается до минимума во время сна. К механизмам контроля относится также скорость метаболизма гормона и утраты им активности. Аналогичные системы регуляции действуют и в отношении других гормонов.
Основные гормоны человека
Гормоны гипофиза.
Гормоны передней доли гипофиза. Железистая ткань передней доли гипофиза продуцирует: гормон роста (ГР), или соматотропин, который воздействует на все ткани организма, повышая их анаболическую активность (т.е. процессы синтеза компонентов тканей организма и увеличения энергетических запасов); меланоцит-стимулирующий гормон (МСГ), усиливающий выработку пигмента некоторыми клетками кожи (меланоцитами и меланофорами); тиреотропный гормон (ТТГ), стимулирующий синтез тиреоидных гормонов в щитовидной железе; фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ), относящийся к гонадотропинам: их действие направлено на половые железы; пролактин (ПРЛ), - гормон, стимулирующий формирование молочных желёз и лактацию.
Гормоны задней доли гипофиза - вазопрессин и окситоцин. Оба гормона продуцируются в гипоталамусе, но сохраняются и высвобождаются в задней доле гипофиза, лежащей книзу от гипоталамуса. Вазопрессин поддерживает тонус кровеносных сосудов и является антидиуретическим гормоном, влияющим на водный обмен. Окситоцин вызывает сокращение матки и «запускает» лактацию после родов.
Тиреоидные и паратиреоидные гормоны. Основные гормоны щитовидной железы: тироксин (Т 4) и трийодтиронин (Т 3). Попадая в кровоток, они связываются со специфическими белками плазмы и не так быстро высвобождаются, а потому действуют медленно и продолжительно. Тиреоидные гормоны стимулируют белковый обмен и распад питательных веществ с высвобождением тепла и энергии, что проявляется повышенным потреблением О 2 . Эти гормоны влияют также на метаболизм углеводов и регулируют скорость мобилизации свободных жирных кислот из жировой ткани. Повышенная продукция тиреоидных гормонов вызывает тиреотоксикоз, а их недостаточность – гипотиреоз (миксидема). Щитовидная железа выделяет также сильнодействующий тиреоидный стимулятор - -глобулин, вызывающий гипертиреоидное состояние, и кальцитонин.
Гормон паращитовидных желёз – паратгормон. Он поддерживает постоянство кальция в крови: при его снижении паратгормон высвобождается и активирует переход кальция из костей в кровь до тех пор, пока содержание кальция не вернётся к норме. Повышенная продукция паратгормона вызывает заболевание костей, камни в почках, обызвествление почечных канальцев. Недостаточность сопровождается значительным снижением уровня кальция в крови и проявляется повышенной нервно-мышечной возбудимостью, спазмами и судорогами.
Гормоны надпочечников. Надпочечники состоят из внешнего слоя – коры, и внутренней части – мозгового слоя. Адреналин и норадреналин – два основных гормона, секретируемых мозговым слоем надпочечников. Адреналин считается метаболическим гормоном, или гормоном выживания, так как обеспечивает реакцию организма на внезапную опасность. При её возникновении адреналин выбрасывается в кровь и мобилизует запасы углеводов для быстрого высвобождения энергии, увеличивает мышечную силу, вызывает расширение зрачков и сужение периферических кровеносных сосудов. Адреналин стимулирует секрецию АКТГ, АКТГ, в свою очередь стимулирует выброс корой надпочечников кортизола, в результате чего увеличивается превращение белков в глюкозу, необходимую для восполнения в печени и мышцах запасов гликогена, используемых при реакции тревоги.
Норадреналин – вазоконстриктор, он сужает кровеносные сосуды и повышает артериальное давление.
Кора надпочечников секретирует три основных группы гормонов: минералокортикоиды, глюкокортикоиды и половые стероиды (андрогены и эстрогены). Минералокортикоиды – это альдостерон и дезоксикортикостерон. Их действие связано в основном с поддержанием солевого баланса. Глюкокортикоиды влияют на обмен углеводов, белков, жиров, а также на иммунологические защитные механизмы. Наиболее важные из них - кортизол и кортикостерон. Половые стероиды, играющие вспомогательную роль, подобны тем, что синтезируются в гонадах; это дегидроэпиандростерон сульфат, ∆ 4 -андростендион, дигидроэпиандростерон и некоторые эстрогены.
Избыток кортизола приводит к нарушению метаболизма, вызывая гиперглюконеогенез, т.е. чрезмерное превращение белков в углеводы. Это состояние известно как синдром Кушинга, характеризуется потерей мышечной массы, снижением поступления глюкозы в ткани, а это проявляется аномальным увеличение концентрации сахара в крови при его поступлении с пищей, а также деминерализацией костей. Гипофункция надпочечников встречается в острой и хронической форме. Её причиной бывает тяжелая, быстро развивающая бактериальная инфекция: она может повредить железистую ткань надпочечника и привести к глубокому шоку. При хроническом патологическом процессе вследствие частичного разрушения надпочечника развивается Аддисонова болезнь, характеризующаяся сильной слабостью, похудением, низким артериальным давлением, желудочно-кишечными расстройствами, повышенной потребностью в соли и пигментацией кожи.
Тестикулярные гормоны. Семенники (яички) являются железами смешанной секреции, т.к. вырабатывают сперму (внешний секрет) и секретируют половые гормоны – андрогены (внутренний секрет). Эндокринную функцию тестикул осуществляют клетки Лейдига, которые секретируют ∆ 4 -андростендион и тестостерон, основной мужской половой гормон. Клетки Лейдига также вырабатывают небольшое количество эстрогена (эстрадиола). Семенники находятся под контролем гонадотропинов. Гонадотропин ФСГ стимулирует образование спермы (сперматогенез). Под влиянием ЛГ клетки Лейдига выделяют тестостерон. Сперматогенез происходит только при достаточном количестве андрогенов. Тестостерон и другие андрогены ответственны за развитие вторичных половых признаков у мужчин. Нарушение эндокринной функции семенников в большинстве случаев сводится к недостаточной секреции андрогенов. Гипогонадизм – это снижение функции семенников, включая секрецию тестостерона и сперматогенез. Причины гипогонадизма – заболевание семенников или функциональная недостаточность гипофиза. Повышенная секреция андрогенов встречается при опухолях клеток Лейдига, что приводит к чрезмерному развитию мужских половых признаков, особенно у подростков. Иногда опухоли семенников вырабатывают эстрогены и вызывают феминизацию.
Гормоны яичников. Яичники имеют две функции: развитие яйцеклеток и секреция гормонов. Гормоны яичников – эстрогены, прогестерон и ∆ 4 -андростендион. Эстрогены определяют развитие женских вторичных половых признаков. Эстроген яичников, эстрадиол, вырабатывается в клетках растущего фолликула. В результате действия как ФСГ, так и ЛГ, фолликул созревает и разрывается, высвобождая яйцеклетку. Разорванный фолликул превращается затем в жёлтое тело, которое секретирует эстрадиол и прогестерон. Эти гормоны готовят эндометрий к имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Если оплодотворения не произошло, желтое тело подвергается регрессии, секреция эстрадиола и прогестерона прекращается, эндометрий отслаивается, вызывая менструацию.
Гормоны поджелудочной железы. Поджелудочная железа является железой смешанной секреции. Экзокринный компонент – это пищеварительные ферменты, которые в форме неактивных предшественников поступают в двенадцатиперстную кишку через ductus pancreaticus в виде пищеварительного сока. Внутреннюю секрецию обеспечивают островки Лангерганса: α-клетки секретируют гормон глюкагон, β-клетки – инсулин. Основное действие инсулина заключается в понижении уровня глюкозы в крови, осуществляемое тремя способами: торможением образования глюкозы в печени, торможением в печени и мышцах распада гликогена, стимуляцией использования глюкозы тканями. Недостаточность секреции инсулина или повышенная его нейтрализация аутоантителами приводят к высокому уровню глюкозы в крови и развитию сахарного диабета. Действие глюкагона направлено на увеличение уровня глюкозы в крови за счёт стимулирования её продукции в печени.
Гормоны плаценты. Плацента – пористая мембрана, которая соединяет эмбрион со стенкой матки. Она секретирует хорионический гонадотропин (ХГ) и плацентарный лактоген (ПЛ) человека. Подобно яичникам, плацента продуцирует прогестерон и ряд эстрогенов (эстрон, эстрадиол, 16 –гидроксидегидроэпиандростерон и эстриол). ХГ сохраняет жёлтое тело, которое вырабатывает эстрадиол и прогестерон, поддерживающие целостность эндометрия матки. ПЛ – мощный метаболический гормон. Воздействуя на углеводный и жировой обмен, он способствует сохранению глюкозы и азотсодержащих соединений в организме матери и обеспечивает снабжение плода достаточным количеством питательных веществ. ПЛ также способствует мобилизации свободных жирных кислот – источника энергии материнского организма.
Желудочно-кишечные гормоны. Гормоны желудочно-кишечного тракта – гастрин, холецистокинин, секретин и панкреозимин. Это полипептиды, секретируемые слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта в ответ на специфическую стимуляцию. Гастрин стимулирует секрецию соляной кислоты, холецистокинин контролирует опорожнение желчного пузыря, а секретин и панкреозимин регулируют выделение сока поджелудочной железы.
Нейрогормоны. Это группа химических соединений, секретируемых нервными клетками (нейронами), и проявляющих гормоноподобное действие. Они стимулируют или подавляют активность других клеток и включают в себя рилизинг-факторы и нейромедиаторы. Их функции заключаются в передаче нервных импульсов через синаптическую щель, отделяющую одну нервную клетку от другой. К нейромедиаторм относятся дофамин, адреналин, норадреналин, серотонин, гистамин, ацетилхолин и -аминомасляная кислота, а также нейромедиаторы (эндорфины), обладающие морфиноподобным действием, обезболивающим действием. Эндорфины способны связываться со специальными рецепторами в структурах головного мозга. В результате такого связывания в спинной мозг посылаются импульсы, которые блокируют проведение поступающих болевых сигналов. Болеутоляющее действие морфина и других опиатов обусловлено их сходством с эндорфинами, обеспечивающими их связывание с теми же блокирующими боль рецепторами.
Гормоны часто применяются как специфические лекарственные средства. Например, адреналин эффективен при приступах бронхиальной астмы, некоторые кожные болезни лечат глюкокортикоидами, педиатры прибегают к анаболическим стероидам, а урологи - к эстрагенам.
Гормоны. Разновидности гормонов по химической структуре и их функции в организме. Основные виды гормонотерапии.
Высшей формой гуморальной регуляции является гормональная. Термин "гормон" был впервые применен в 1902 г. Старлингом и Бейлиссом в отношении открытого ими вещества, продуцирующегося в двенадцатиперстной кишке, – секретина. Термин "гормон" в переводе с греческого означает "побуждающий к действию", хотя не все гормоны обладают стимулирующим эффектом.
Гормоны – это биологически высокоактивные вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся во внутреннюю среду организма эндокринными железами, или железами
внутренней секреции, и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма. Эндокринная железа – это анатомическое образование, лишенное выводных протоков, единственной или основной функцией которого является внутренняя секреция гормонов. К эндокринным железам относятся гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, надпочечники (мозговое и корковое вещество), паращитовидные железы.
В отличие от внутренней секреции, внешняя секреция осуществляется экзокринными железами через выводные протоки во внешнюю среду. В некоторых органах одновременно присутствуют оба типа секреции. К органам со смешанным типом секреции относятся поджелудочная железа и половые железы. Одна и та же железа внутренней секреции может продуцировать неодинаковые по своему действию гормоны. Так, например, щитовидная железа продуцирует тироксин и тирокальцитонин. В то же время продукция одних и тех же гормонов может осуществляться разными эндокринными железами. Например, половые гормоны продуцируются и половыми железами, и надпочечниками.
Продукция биологически активных веществ – это функция не только желез внутренней секреции, но и других традиционно неэндокринных органов: почек, желудочно-кишечного тракта, сердца. Не все вещества, образующиеся специфическими клетками этих органов, удовлетворяют классическим критериям понятия "гормоны". Поэтому наряду с термином "гормон" в последнее время используются также понятия гормоноподобные и биологически активные вещества (БАВ), гормоны местного действия. Так, например, некоторые из них синтезируются так близко к своим органам-мишеням, что могут достигать их диффузией, не попадая в кровоток. Клетки, вырабатывающие такие вещества, называют паракринными. Трудность точного определения термина "гормон" особенно хорошо видна на примере катехоламинов – адреналина и норадреналина. Когда рассматривается их выработка в мозговом веществе надпочечников, их обычно называют гормонами, если речь идет об их образовании и выделении симпатическими окончаниями, их называют медиаторами.
Регуляторные гипоталамические гормоны – группа нейропептидов, включая недавно открытые энкефалины и эндорфины, действуют не только как гормоны, но и выполняют своеобразную медиаторную функцию. Некоторые из регуляторных гипоталамических пептидов обнаружены не только в нейронах головного мозга, но и в особых клетках других органов, например кишечника: это вещество Р, нейротензин, соматостатин, холецистокинин и др. Клетки, вырабатывающие эти пептиды, образуют согласно современным представлениям диффузную нейроэндокринную систему, состоящую из разбросанных по разным органам и тканям клеток.
Клетки этой системы характеризуются высоким содержанием аминов, способностью к захвату предшественников аминов и наличием декарбоксилазы аминов. Отсюда название системы по первым буквам английских слов Amine Precursors Uptake and Decarboxylating system – APUD-система – система захвата предшественников аминов и их декарбоксилирования. Поэтому правомерно говорить не только об эндокринных железах, но и об эндокринной системе, которая объединяет все железы, ткани и клетки организма, выделяющие во внутреннюю среду специфические регуляторные вещества.
Химическая природа гормонов и биологически активных веществ различна. От сложности строения гормона зависит продолжительность его биологического действия, например, от долей секунды у медиаторов и пептидов до часов и суток у стероидных гормонов и йодтиронинов. Анализ химической структуры и физико-химических свойств гормонов помогает понять механизмы их действия, разрабатывать методы их определения в биологических жидкостях и осуществлять их синтез.
Классификация гормонов и БАБ по химической структуре:
1. Производные аминокислот: производные тирозина: тироксин, трийодтиронин, дофамин, адреналин, норадреналин; производные триптофана: мелатонин, серотонин; производные гистидина: гистамин.
2. Белково-пептидные гормоны: полипептиды: глюкагон, кортикотропин, меланотропин, вазо-прессин, окситоцин, пептидные гормоны желудка и кишечника; простые белки (протеины): инсулин, соматотропин, пролактин, паратгормон, кальцитонин; сложные белки (гликопротеиды): тиреотропин, фоллитропин, лютропин.
3. Стероидные гормоны: кортикостероиды (альдостерон, кортизол, кортикостерон); половые гормоны: андрогены (тестостерон), эстрогены и прогестерон.
4. Производные жирных кислот: арахидоновая кислота и ее производные: простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейкотриены.
Несмотря на то, что гормоны имеют разное химическое строение, для них характерны некоторые общие биологические свойства.
Общие свойства гормонов:
1. Строгая специфичность (тропность) физиологического действия.
2. Высокая биологическая активность: гормоны оказывают свое физиологическое действие в чрезвычайно малых дозах.
3. Дистантный характер действия: клетки-мишени располагаются обычно далеко от места образования гормона.
4. Многие гормоны (стероидные и производные аминокислот) не имеют видовой специфичности.
5. Генерализованность действия.
6. Пролонгированность действия.
Установлены четыре основных типа физиологического действия на организм: кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность исполнительных органов; метаболическое (изменения обмена веществ); морфогенетическое (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса); корригирующее (изменение интенсивности функций органов и тканей).
Гормональный эффект опосредован следующими основными этапами: синтезом и поступлением в кровь, формами транспорта, клеточными механизмами действия гормонов. От места секреции гормоны доставляются к органам-мишеням циркулирующими жидкостями: кровью, лимфой. В крови гормоны циркулируют в нескольких формах: 1) в свободном состоянии; 2) в комплексе со специфическими белками плазмы крови; 3) в форме неспецифического комплекса с плазменными белками; 4) в адсорбированном состоянии на форменных элементах крови. В состоянии покоя 80% приходится на комплекс со специфическими белками. Биологическая активность определяется содержанием свободных форм гормонов. Связанные формы гормонов являются как бы депо, физиологическим резервом, из которого гормоны переходят в активную свободную форму по мере необходимости.
Механизмы действия гормонов. Существуют два основных механизма действия гормонов на уровне клетки: реализация эффекта с наружной поверхности клеточной мембраны и реализация эффекта после проникновения гормона внутрь клетки.
В первом случае рецепторы расположены на мембране клетки. В результате взаимодействия гормона с рецептором активируется мембранный фермент – аденилатциклаза. Этот фермент способствует образованию из аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) важнейшего внутриклеточного посредника реализации гормональных эффектов – циклического 3,5-аденозинмонофос-фата (цАМФ). цАМФ активирует клеточный фермент протеинкиназу, реализующую действие гормона. Установлено, что гормонозависимая аденилатциклаза – это общий фермент, на который действуют различные гормоны, в то время как рецепторы гормонов множественны и специфичны для каждого гормона. Вторичными посредниками кроме цАМФ могут быть циклический 3,5-гуанозинмонофосфат (цГМФ), ионы кальция, инозитол-трифосфат. Так действуют пептидные, белковые гормоны, производные тирозина – катехоламины.
Во втором случае рецепторы для гормона находятся в цитоплазме клетки. Гормоны этого механизма действия в силу своей липофильности легко проникают через мембрану внутрь клетки-мишени и связываются в ее цитоплазме специфическими белками-рецепторами. Гормон-рецепторный комплекс входит в клеточное ядро. В ядре комплекс распадается, и гормон взаимодействует с определенными участками ядерной ДНК, следствием чего является образование особой матричной РНК. Матричная РНК выходит из ядра и способствует синтезу на рибосомах белка или белка-фермента. Так действуют стероидные гормоны и производные тирозина – гормоны щитовидной железы.
Гормоны выполняют в организме следующие важные функции:
1. Регуляция роста, развития и дифференцировки тканей и органов, что определяет физическое, половое и умственное развитие.
2. Обеспечение адаптации организма к меняющимся условиям существования.
3. Обеспечение поддержания гомеостаза.
Функциональная классификация гормонов:
1. Эффекторные гормоны – гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень.
2. Тройные гормоны – гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов. Выделяются аденогипофизом.
3. Рилизинг-гормоны – гормоны, регулирующие синтез и выделение гормонов аденогипофиза, преимущественно тройных. Выделяются нервными клетками гипоталамуса.
Виды взаимодействия гормонов. Каждый гормон не работает в одиночку. Поэтому необходимо учитывать возможные результаты их взаимодействия.
Синергизм – однонаправленное действие двух или нескольких гормонов. Например, адреналин и глюкагон активируют распад гликогена печени до глюкозы и вызывают увеличение уровня сахара в крови.
Антагонизм всегда относителен. Например, инсулин и адреналин оказывают противоположные действия на уровень глюкозы в крови. Инсулин вызывает гипогликемию, адреналин – гипергликемию. Биологическое же значение этих эффектов сводится к одному – улучшению углеводного питания тканей.
Пермиссивное действие гормонов заключается в том, что гормон, сам не вызывая физиологического эффекта, создает условия для ответной реакции клетки или органа на действие другого гормона. Например, глюкокортикоиды, не влияя на тонус мускулатуры сосудов и распад гликогена печени, создают условия, при которых даже небольшие концентрации адреналина увеличивают артериальное давление и вызывают гипергликемию в результате гликогенолиза в печени.
Виды гормонотерапии:
1. Заместительная - введение гормона в организм для восполнения его дефицита. При этом используются небольшие дозы, компенсирующие недостающее количество гормона, необходимого для регуляции той или иной функции. Признаки заболевания нивелируются, но лечение продолжается долго, иногда всю жизнь, поскольку функции желез внутренней секреции восстанавливаются с трудом. Заместительная гормонотерапия играет важную роль в терапии эндокринных заболеваний.
Наглядными примерами заместительной терапии являются: лечение сахарного диабета инсулином, введение кортикостероидов при недостаточности коры надпочечников, применение тиреоидных гормонов при врожденном и приобретенном гипотиреозе.
2. Патогенетическая - направлена на изменение течения неэндокриных заболеваний в благоприятном направлении. Особенностью этого типа гормонотерапии является использование нефизиологически высоких доз гормонов, ограниченность сроков лечения временем основного заболевания. При этом используют такие гормональные эффекты, как влияние на обменные, воспалительные, иммунологические процессы, на АД, кровоснабжение, мускулатуру или общее состояние.
Широко применяется патогенетическая гормонотерапия глюкокортикоидами. Наиболее значительный клинический эффект - торможение пролиферативных воспалительных процессов и иммунных реакций (при бронхиальной астме, ревматоидном артрите, системной красной волчанке и др.).
3. Подавляющая (супрессивная) - осуществляется путем введения гормонов в цепь регуляции по принципу обратной отрицательной связи. Суть этого лечения заключается в подавлении функции соответствующей железы, через торможение тропной (по отношению к этой железе) функции гипофиза.
Типичные примеры подавляющей терапии: лечение рака предстательной железы гормонами противоположного пола - введение эстрогенов тормозит секрецию гонадотропинов гипофизом, вследствие чего уменьшается активность клеток Лейдига и снижается уровень тестостерона; рак щитовидной железы можно тормозить тиреоидином, подавляя тиреотропную функцию гипофиза.
По объему применения и значимости в клинической практике современные гормональные и гормоноактивные средства располагаются в следующей последовательности:
1. Глюкокортикоиды
2. Тиреотропные средства (гормоны щитовидной железы и тиреостатики)
3. Инсулин и противодиабетические средства
4. Гормональные контрацептивы
5. Остальные гормональные средства
Есть в организме человека особые вещества - гормоны, которые участвуют в разных химических процессах слаженной системы и являются своего рода толчком для активности тех или иных органов. Почему роль гормонов настолько велика как для женщин, так и для мужчин? К чему может привести дисбаланс в секреции гормонов? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно понимать, что такое гормоны?
Общая информация о гормонах
Справочные материалы, представленные в Википедии, характеризуют гормоны человека, как «биологически активные вещества органической природы, вырабатывающиеся в клетках желез внутренней секреции» . После выработки в той или иной железе гормоны попадают в кровь и в свободном потоке или, связываясь с белками, достигают цели, точнее, клетки в конкретном органе.
Поступление гормонов в клетки-мишени служит толчком к определенной химической реакции, например, половые гормоны формируют половые признаки в подростковом возрасте, или подготавливают женский организм к зачатию и вынашиванию плода.
В организме вырабатывается не один конкретный вид гормона, а большое множество гормонов, которые имеют определенную функцию.
Гормоны не являются определенной константой, потому что концентрация гормонов постоянно изменяется под действием внутренних и внешних процессов.
Железа секретирует конкретный гормон, выбрасывает его в кровь. Гормон доходит до нужной точки, выполняет свою функцию и утилизируется из организма по различным каналам. Если в железе внутренней секреции или в другом участке организма произошел сбой, нарушается и концентрация гормона, что не может не влиять на общую работу всего организма. Отсюда перепады настроения, слабость, нервозность, нарушение обмена веществ, ослабление потенции, провалы в памяти и многое другое.
Сам термин «гормоны» , в переводе с греческого языка имеет дословный перевод «возбуждать или побуждать», то есть являться главным механизмом для запуска систем жизнедеятельности, которые самостоятельно не могут быть активными. Влияние гормонов можно сравнить с импульсом, передающимся в нервной системе от одного нейрона к другому. Только гормональный сигнал идет через кровь.
Основными генераторами гормонов являются следующие железы организма человека:
- Гипофиз - придаток мозга, железа, имеющая небольшой размер, но масштабно влияющая на процессы роста, обмена веществ и формирование репродуктивной системы. Именно здесь вырабатываются гормоны, стимулирующие перечисленные процессы. Железа является центром эндокринной системы, в которую входят железы, секретируемые другие важные гормоны.
- Гипоталамус - мозговой отросток, железа, регулирующая формирование большинства гормонов в организме.
- Щитовидная железа - одна из составляющих желез эндокринной системы. Несмотря на маленький вес и размер, занимает одну из главных позиций в бесперебойной работе всего организма и секреции важных гормонов.
- Надпочечники - парная железа, входящая в эндокринную систему организма продуцирующая как женские, так и мужские гормоны.
- Поджелудочная железа вырабатывает гормоны, стимулирующие работу желудочно-кишечного тракта и участвующие в различных обменных процессах организма, например, гормоны, регулирующие уровень глюкозы в организме.
- Мужские яички и женские яичники - два вида желез внутренней секреции, вырабатывающие гормоны, влияющие на половые и детородные функции в организме.
Помимо желез внутренней секреции, в образовании гормонов принимают участие почки, печень, плацента при наступлении беременности, вилочковая и шишковидная железы.
Гормонов в организме образуется много, и до сих пор изучены не все виды гормонов, их участие в химических процессах. Ученые продолжают изучать взаимосвязь различных заболеваний, психологических проявлений с нестабильностью уровня гормонов.
Классификация гормонов
Для систематизации гормонов, открытых и изученных специалистами, принято решение ввести классификацию гормонов по химической формуле, месту секреции и предназначению. Источниками образования гормонов в организме человека являются железы, перечисленные в первой главе.
Теперь нужно рассмотреть группы гормонов по химическому составу:
| Вид гормона | Место секреции | Роль в организме |
| Пептид (инсулин, глюкагон, гормон роста) | Поджелудочная железа, гипофиз | Помощь в различных обменных процессах, где белок служит основным компонентом перемещения активных веществ по крови до нужной клетки и органа. |
| Стероид (тестостерон, дигидротестостерон, эстрадиол, андроген, прогестерон) | Половые железы мужчин (яички) и женщин (яичники) . | Половое созревание, подготовка к зачатию и беременности, строение тела, определение пола человека. Исходным компонентом для образования стероидов является холестерин. |
| Производные аминокислот (адреналин, норадреналин, мелатонин, тироксин, серотонин, альдостерон) . | Надпочечники и щитовидная железа, гипофиз. | Основой для секреции этой группы гормонов является вещество тирозин. Регулируют эмоциональное состояние, реакцию организма в стрессовых ситуациях и при внешнем воздействии. |
| Производные жирных кислот или эйкозаноиды (лейкотриен, простагландин, тромбоксан) . | Формируются органами, не входящими в эндокринную систему гормональных желез. Оказывают влияние на клетки тех органов, которые синтезируют активное вещество (в почках, печени, ЖКТ) . | Локальное воздействие на клетки, с целью активации химических процессов в конкретном органе. Считаются не чистыми гормонами, а их подобием. |
Рассмотрев классификацию гормонов по химическому составу и месту их секреции, следует изучить биологические функции гормонов в организме, которые подтверждены научными исследованиями.
Таблица позволяет систематизировать данные для наглядности:
| Функция гормонов | Детальная расшифровка предназначения, перечень гормонов |
| Регулирование |
|
| Выполнение природной программы | Половое созревание и продолжение человеческого рода (зачатие, беременность, роды, лактация) - весь перечень гормонов, формируемый железами гипофиза, надпочечников, половых желез. |
| Поддержание активности других гормонов | Интенсификация половых гормонов и роста тела - вещество тироксин. |
Помимо перечисленных функций, многие гормоны универсальны и выполняют разные роли. Например:
- Основная функция гормона адреналин - это регулирование мышечного сокращения. В дополнение гормон участвует в стабилизации артериального давления и в углеводном обмене.
- Основная роль эстрогена (женского гормона) - контролировать репродуктивную функцию. В дополнение это вещество участвует в липидном обмене и свертываемости крови.
Но весь перечень функций гормонов в организме человека еще изучен не до конца и представленная таблица со временем может быть расширена новыми пунктами.
За что отвечают гормоны разных групп в организме человека
Изучив детально, что такое гормоны и какие железы генерируют их секрецию, нужно понимать какие процессы работают бесперебойно, если уровень активных веществ в норме:
- С момента зачатия гормоны контролируют рост тела и набор веса . Деление каждой клетки, распад и утилизация находится под чутким контролем определенных гормонов эндокринной системы.
- Сила или слабость иммунитета - это влияние определенных гормонов. Например, сбой в секреции паращитовидной железы, формирующей паратгормоны, приводит к ослаблению мышц, нарушениям в работе ЖКТ, сердечно-сосудистой системы. Это, в свою очередь, создает благоприятную почву для атаки вирусов или бактерий, с которыми ослабленному организму бороться тяжело.
- Любые обменные процессы осуществляются за счет достаточного содержания тех или иных гормонов в организме (инсулин регулирует преобразование глюкозы в энергию) .
- Железы внутренней секреции при достаточной выработке гормонов стабилизируют психоэмоциональное состояние человека . При дисбалансе гормонов возникают нарушения в психике и эмоциональной устойчивости. Ярко это выражено у женщин, особенно при перепадах в гормональном уровне во время менструального цикла или менопаузы.
- Физические нагрузки, стрессы не приводят к негативным последствиям, если гормональный фон в пределах нормы. Иногда человек сам не понимает, как справился с какой-то экстремальной ситуацией, а это активизировались резервы гормонов, которые железы внутренней секреции выбросили в кровь в достаточном количестве.
- Сон, возможность расслабиться тоже зависят от выработки железами определенного секрета. Гормон мелатонин отвечает за качество сна . Его же считают и гормоном молодости, если человек соблюдает режим сна и нет причин для бессонницы. Если в организме повышен уровень кортизола (гормона стресса, паники), то качество сна нарушается, что приводит к серьезным патологиям.
- Чувство голода или насыщения - это работа особых гормонов, дисбаланс которых может привести к ожирению или анорексии.
- Интерес мужчины и женщины друг к другу тоже контролируется гормонами, выделяемыми железами внутренней секреции .
Концентрация тех или иных гормонов меняется на протяжении всей жизни человека. Если нет факторов, снижающих или повышающих уровень важных гормонов относительно нормы, то все процессы в организме идут бесперебойно, человек чувствует силу, энергию и способен на многое.
Нарушения в секреции даже одного вида гормона дестабилизирует работу организма и постепенно приводит к ряду серьезных болезней, до источника которых иногда сложно докопаться.
| Железа | Вид гормона | Роль в организме | Патологии при отклонении уровня гормона от нормы |
| Щитовидная | Иодсодержащие Т3 и Т4. | освоение белков, активация энергетического обмена, регуляция давления, стимулирует работу ЦНС и сердца. | снижение активности интеллекта, сбой в работе половых органов, нарушение обмена веществ, замедляется сердечный ритм, повышается потливость, раздражительность |
| Паращитовидная | ПТГ (паратгормон) | Контролирует всасываемость кальция в кровь и снижает его количество в почках. Способствует увеличению выработки витамина D3. | Болезни сердца, судороги, нарушение сна, перепады температур (жар/озноб), изменения в костной структуре, выпадение здоровых зубов, отставание в росте у детей, частое мочеиспускание, камни в почках. |
| Гипофиз, гипоталамус | Фоллитропин, лютропин, тиреотропин, соматропин, пролактин, окситоцин, вазопрессин, меланотропин. | Развитие половой системы у женщин и мужчин, выработка молока в период лактации, стимуляция обменных процессов, задержка соли, воды, влияние на родовой процесс и сокращение матки, предупреждение кровотечений, влияет на пигментацию кожи, улучшает память. | Задержка полового созревания, проблемы с зачатием, невынашиваемость плода, избыточный вес, кровотечения при родах и многое другое. |
| Поджелудочная | Инсулин, глюкагон, соматостатин, гастрин, панкреатический пептид | Регулирование уровня сахара в крови, преобразование гликогена в глюкозу, а последней в энергию. Проводник для аминокислот и минералов к клеткам, контроль за секрецией ферментов в пищеварительной системе. | Сахарный диабет 1 и 2 типа, судороги, нарушения в работе почек, сердца, ЖКТ, новообразования в поджелудочной железе, появление гастрита, язв. |
| Надпочечники, семенники, яичники. | Глюкокортикостероиды, минералокортикоиды, половые гормоны (тестостерон, эстроген, прогестерон), адреналин, норадреналин. | Защита от стрессов, внешней угрозы, мобилизация организма. Формирование половой функции, активация потенции, либидо. Стимулирование ЦНС, сердца, повышение выносливости. Регулирование водно-щелочного, солевого, углеводного баланса в организме. Развитие гендерных признаков. | Нарушения в области половой системы как у женщин, так и у мужчин. Нервозность, депрессии, бессилие. Сбои в репродуктивной функции, нарушение обмена веществ. |
Роль гормонов и работоспособность желез, продуцирующих эти вещества, имеют большое значение для стабильной работы организма и ощущений человека.
Если возникает внутренний диссонанс, он незамедлительно сказывается на качестве жизни. Нужно уделять внимание своим ощущениям, чтобы не пропустить гормональные скачки.
Гормоны нужно держать под контролем
У мужчин выработка гормонов железами внутренней секреции более стабильна, чем у женщин. Это предусмотрено природой и психологической устойчивостью.
Женщины более импульсивны, внутри происходит больше изменений, потому что внутренние органы и железы должны выполнить основную функцию - детородную
.
Женские гормоны влияют на настроение, особенно в момент менструации или климакса. Внешний вид тоже во многом зависит от стабильности работы желез внутренней секреции, отвечающих за выработку гормонов щитовидной железы, надпочечников, яичников, плаценты.
При появлении следующих симптомов, указывающих на гормональный сбой или патологию одной из гормональных желез, стоит обратиться в поликлинику для комплексного обследования:
- Слабость в теле, апатия к жизни.
- Сбои в менструальном цикле могут говорить о проблемах в щитовидной железе и выработке половых гормонов. Проблема может перерасти в онкологию.
- Судороги или онемение ног и рук.
- Головные боли, посторонние звуки в ушах.
- Скачки давления, температуры.
- Чувство отупения, забывчивость, дезориентация в пространстве и времени может сигналить о проблемах в гипофизе или гипоталамусе, которые являются железами секреции важных гормонов.
- Оволосение в неожиданных местах, например, у женщин появляются волосы на лице, что может быть причиной сбоя в секреции женских и мужских гормонов, или патологии в щитовидной железе, надпочечниках, семенниках или яичниках.
- Перепады настроения, депрессия.
- Повышенная потливость, тремор конечностей.
Список нарушений, которые возникают по причине дисбаланса в секреции гормонов той или иной железой, можно перечислять долго. Но хотелось бы обратить внимание, что при любых симптомах нестабильности в работе организма нужно уделить себе внимание и найти причину. Недостаток или избыток гормона можно компенсировать специальной терапией или диетой, если нет серьезных нарушений в работе желез, отвечающих за стабильность в балансе гормонов.
Существует разный перечень лабораторных исследований на определение уровня конкретного гормона в организме. Работоспособность щитовидной железы, поджелудочной железы, паращитовидной железы, надпочечников и других желез, входящих в систему секреции важных гормонов можно проанализировать аппаратным обследованием. На гормоны щитовидной железы, главного органа эндокринной системы, анализ можно сдать в любой лаборатории.
Заниматься самолечением при подозрении на гормональный сбой или на патологию в железах внутренней секреции опасно, потому что будет упущено время и ситуация дойдет до критической.
Гормоны – это специальные химические посредники, регулирующие работу организма. Они выделяются железами внутренней секреции и перемещаются по кровотоку, стимулируя определенные клетки.
Сам термин «гормон» происходит от греческого слова «возбуждать».
Это название точно отражает функции гормонов как катализаторов для химических процессов на клеточном уровне.
Как открыли гормоны?
Первым открытым гормоном был секретин – вещество, которое производится в тонком кишечнике, когда его достигает пища из желудка.
Секретин нашли английские физиологи Уильям Бэйлисс и Эрнест Старлинг в 1905 году. Они же выяснили, что секретин способен через кровь «путешествовать» по всему организму и достигать поджелудочной железы, стимулируя ее работу.
А в 1920 году канадцы Фредерик Бантинг и Чарльз Бест выделили из поджелудочной железы животных один из самых известных гормонов – инсулин .
Где производятся гормоны?
Основная часть гормонов производится в железах внутренней секреции: щитовидной и паращитовидных железах, гипофизе, надпоченичках, поджелудочной железе, яичниках у женщин и яичках у мужчин.
Есть также производящие гормоны клетки в почках, печени , желудочно-кишечном тракте, плаценте, тимусе в районе шеи и шишковидной железе в мозге.
Что делают гормоны?
Гормоны вызывают изменения в функциях различных органов в соответствии с требованиями организма.
Так, они поддерживают стабильность организма, обеспечивают его ответы на внешние и внутренние раздражители, а также контролируют развитие и рост тканей и репродуктивные функции.
Центр управления для общей координации производства гормонов находится в гипоталамусе , который примыкает к гипофизу у основания мозга.
Гормоны щитовидной железы определяют скорость протекания химических процессов в теле.
Гормоны надпочечников подготавливают организм к стрессу – состоянию «борьбы или бегства».
Половые гормоны – эстроген и тестостерон – регулируют репродуктивные функции.
Как работают гормоны?
Гормоны выделяются эндокринными железами и свободно циркулируют в крови, ожидая, когда их определят так называемые клетки-мишени .
У каждой такой клетки есть рецептор, который активируется только определенным типом гормонов, как замок – ключом. После получения такого «ключа» в клетке запускается определенный процесс: например, активация генов или производство энергии.
Какие гормоны бывают?
Гормонов бывают двух типов: стероиды и пептиды .
Стероиды производятся надпочечниками и половыми железами из холестерина. Типичный гормон надпочечников – гормон стресса кортизол , который активизирует все системы организма в ответ на потенциальную угрозу.
Другие стероиды определяют физическое развитие организма от половой зрелости до старости, а также циклы размножения.
Пептидные гормоны регулируют в основном обмен веществ. Они состоят из длинных цепочек аминокислот и для их секреции организму нужно поступление белка .
Типичный пример пептидных гормонов – гормон роста , который помогает организму сжигать жир и наращивать мышечную массу .
Другой пептидный гормон – инсулин – запускает процесс преобразования сахара в энергию.
Что такое эндокринная система?
Система желез внутренней секреции работает вместе с нервной системой, образуя нейроэндокринную систему.
Это означает, что химические сообщения могут быть переданы в соответствующие части организма либо с помощью нервных импульсов, либо через кровоток при помощи гормонов, либо обоими способами сразу.
На действие гормонов организм реагирует медленнее, чем на сигналы нервных клеток, но их воздействие продолжается более длительное время.
Самое важное
Гомоны – это своеобразные «ключи», которые запускают определенные процессы в «клетках-замках». Эти вещества производятся в железах внутренней секреции и регулируют практически все процессы в организме – от сжигания жира до размножения.
Являются органическими соединениями, производство которых осуществляется определенными клетками организма. Основным их предназначением является управление функциями организма, их регуляция и координация.
Гормоны оказывают сильное влияние на состояние здоровья, красоту и даже отношения с окружающими. Существует несколько видов таких органических соединений, каждое из которых выполняет определенную роль в организме. Как гормоны влияют на организм человека, и каким образом это происходит?
Существует несколько типов гормонов с учетом особенностей их химического строения.
Эндокринная система – это все железы и органы, которые производят такие специальные биологические элементы, как гормоны. Под контролем эндокринной системы осуществляются различные сложные процессы, и обеспечивается полноценное функционирование организма. Она контролирует течение различных реакций, регенерирует энергию и оказывает влияние на психо — эмоциональный настрой человека.
В организме человека происходит непосредственное поступление гормонов в кровеносную системы либо лимфу. В том случае, если возникают какие-либо сбои в функционировании эндокринной системы, то следствием этого становится развитие тяжелых патологий у человека.
Тканевые гормоны продуцируются в тканях и оказывают действие местного характера. Гистамин – это вещество, играющее ведущую роль в развитии . Кроме этого, его нахождение в активной фазе провоцирует расширение сосудов и увеличение их проницаемости. Под воздействием гистамина сокращаются мышцы, и образуются спазмы в бронхах.
Серотонин вызывает сужение сосудов и уменьшение их проницаемости. При достаточном его производстве в организме преобладает хорошее настроение, и он чувствует себя счастливым. Еще одним видом таких гормонов считаются кинины, которые при попадании в кровь провоцируют появление признаков различных воспалений. Простагландины оказывают воздействие на состояние гладких мышц и снижают производство сока в .
Дисбаланс женских и мужских гормонов становится причиной развития различных патологических состояний и, в первую очередь, гинекологических заболеваний органов.
Гормоны выполняют важную функцию в организме человека, поскольку обеспечивают его нормальную работу. Нарушение уровня гормонов часто становится причиной развития заболеваний и даже бесплодия. Именно по этой причине важно контролировать их уровень в организме человека и при необходимости проводить лечение.
