Организм человека очень сложно устроен. Помимо основных органов в организме присутствуют и другие не менее важные элементы всей системы. К таким важным элементам относятся и гормоны. Поскольку очень часто то или иное заболевание связано именно с повышенным или наоборот заниженным уровнем гормонов в организме.
Разберёмся что такое гормоны, как они работают, какой у них химический состав, какие бывают основные виды гормонов, какое влияние на организм они оказывают, какие последствия могут возникать при неправильном их функционировании, и как избавиться от патологий, возникших из-за гормонального дисбаланса.
Гормоны человека – это биологически активные вещества. Что это такое? Это химические вещества, которые содержит организм человека, имеющие очень большую активность при небольшом своём содержании. Где вырабатываются? Они образуются и функционируют внутри клеток желез внутренней секреции. К ним относятся:
- гипофиз;
- гипоталамуз;
- эпифиз;
- щитовидная железа;
- паращитовидная железа;
- вилочковая железа – тимус;
- поджелудочная железа;
- надпочечники;
- половые железы.
Принимать участие в выработке гормона могут и некоторые органы, такие как: почки, печень, плацента у беременных женщин, желудочно-кишечный тракт и другие. Координирует функционирование гормонов гипоталамус – отросток главного мозга небольшого размера (фото ниже).
Гормоны переносятся через кровь и регулируют те или иные процессы по обмену веществ и работе определённых органов и систем. Все гормоны – это специальные вещества, создаваемые клетками организма для оказания воздействия на другие клетки организма.
Определение «гормон» использовалось в первый раз У. Бейлиссом и Э. Старлингом в своих работах в 1902 году в Англии.
Иногда из-за возникновения различных негативных причин стабильная и беспрерывная работа гормонов может нарушать. К таким неблагоприятным причинам можно отнести:
- трансформации в внутри человека в силу возраста;
- заболевания и инфекции;
- эмоциональные перебои;
- изменения климата;
- неблагоприятная экологическая ситуация.
Организм мужского пола более стабилен в гормональном плане в отличие от женских особей. У них гормональный фон может периодически меняться как под действием общих причин, перечисленных выше, так и под влиянием процессов, присущих только женскому полу: менструации, менопаузы, беременность, роды, лактация и прочие факторы.
О том, что в организме возник дисбаланс гормона, говорят следующие признаки:
- слабость;
- судороги;
- головная боль и звон в ушах;
- потливость.
Таким образом, гормоны в организме человека – это важная составляющая и неотъемлемая часть его функционирования. Последствия гормонального дисбаланса неутешительные, а лечение – долгое и недешевое.
Все гормоны, несомненно, очень важны для нормальной работы человеческого организма. Они воздействуют на многие процессы, происходящие внутри человеческой особи. Эти вещества находятся внутри людей с момента рождения и до самой смерти.
Вследствие их наличия все люди на земле имеют свои, отличные от других, ростовые и весовые показатели. Эти вещества воздействует на эмоциональную составляющую человеческой особи. Также на протяжении длительного периода они контролируют естественный порядок приумножения и уменьшения клеток в организмах людей. Они координируют становление иммунитета, стимулируя его либо подавляя. Оказывают давление и на порядок обменных процессов.
С их помощью организму человека проще справиться с физическими нагрузками и какими – либо стрессовыми моментами. Так, например, благодаря адреналину человек в сложной и опасной ситуации чувствует прилив сил.
Также гормоны в большой мере воздействуют на организм беременной женщины. Таким образом с помощью гормонов организм готовится к успешному родоразрешению и уходу за новорождённым, в частности, установлению лактации.
Сам момент зачатия и вообще вся функция по репродукции также зависит от действия гормонов. При адекватном содержании этих веществ в крови появляется половое влечение, а при низком и недостающим до необходимого минимума – либидо снижается.
В таблице представлена очная классификация гормонов.
| Ростовые и регуляторные | Способствуют формированию и развитию тканей |
| Половые | Обеспечивают отличия между мужчинами и женщинами |
| Стрессовые | Воздействуют на процессы обмена |
| Кортикостероиды | Поддерживают минеральный баланс в организме |
| Обменные | Регулируют обменные процессы |
Следующая таблица содержит основные виды гормонов.
| Список гормонов | Где вырабатываются | Функции гормонов |
| Эстрон, фолликулин (Эстрогены) | Половые железы и надпочечники | Обеспечивает нормальное развитие женского организма, гормональный фон |
| Эстриол (Эстрогены) | Половые железы и надпочечники | В большом количестве вырабатывается во время беременности, является индикатором развития плода |
| Эстрадиол (Эстрогены) | Половые железы и надпочечники | У женского пола: обеспечение репродуктивной функции. У мужчин: улучшение состояния |
| Эндорфин | Гипофиз, центральная нервная система, почки, пищеварительная система | Подготовка организма к восприятию стрессовой ситуации, формирование стабильного положительного эмоционального фона |
| Тироксин | Щитовидная железа | Обеспечивает правильный обмен веществ, влияет на работу нервной системы, улучшает работу сердца |
| Тиреотропин (тиротропин, тиреотропный гормон) | Гипофиз | Оказывает влияние на работу щитовидной железы |
| Тиреокальцитонин (кальцитонин) | Щитовидная железа | Обеспечивает организм кальцием, обеспечивает рост костей и их регенерацию при различного рода травмах |
| Тестостерон | Семенники мужчин | Главный половой гормон мужчины. Отвечает за функцию мужской репродукции. Обеспечивает возможность мужчины оставлять потомство |
| Серотонин | Эпифиз, слизистая оболочка кишечника | Гормон счастья и спокойствия. Создает благоприятную обстановку, способствует хорошему сну и самочувствию. Улучшает репродуктивную функцию. Способствует улучшению психоэмоционального восприятия. А также помогает снять боль и усталость. |
| Секретин | Тонкая кишка, двенадцатиперстная кишка, кишечник | Регулирует водный баланс в организме. Также от него зависит работа поджелудочной железы |
| Релаксин | Яичника, жёлтое тело, плацента, маточные ткани | Подготовка организма женщины к родам, формирование родового канала, расширяет кости таза, открывает шейку матки, снижает маточный тонус |
| Пролактин | Гипофиз | Выступает как регулятор полового поведения, у женщин в период лактации предотвращает овуляцию, выработка грудного молока |
| Прогестерон | Желтое тело организма женщины | Гормон беременности |
| Паратгормон (паратиреоидный гормон, паратирин, ПТГ) | Околощитовидная железа | Уменьшает выведение из организма кальция и фосфора с мочой при их дефиците, при избытке кальция и фосфора откладывает его |
| Панкреозимин (ССК, холецистокинин) | Двенадцатиперстная и тощая кишка | Стимуляция работы поджелудочной железы, влияет на пищеварение, вызывает чувство |
| Окситоцин | Гипоталамус | Родовая деятельность женщины, лактация, проявление чувства привязанности и доверия |
| Норадреналин | Надпочечники | Гормон ярости, обеспечивает реакцию организма в случае опасности, увеличивает агрессивность, усиливает чувство ужаса и ненависти |
| Мелатонин | Эпифиз | Регулирует суточные биоритмы, гормон сна |
| Меланоцитостимулирующий гормон (интермедин, меланотропин | Гипофиз | Кожная пигментация |
| Лютеинизирующий гормон (ЛГ) | Гипофиз | У женщин воздействует на эстрогены, обеспечивает процесс созревания фолликулов и наступление овуляции. |
| Липокаин | Поджелудочная железа | Предупреждает ожирение печени, способствует биосинтезу фосфолипидов |
| Лептин | Слизистая оболочка желудка, мышцы скелета, плацента, молочные железы | Гормон насыщения, поддержание баланса между поступлением и расходом калорий, подавляет аппетит, передает информацию в гипоталамус о массе тела и жировом обмене |
| Кортикотропин (адренокортикотропный гормон, АКТГ) | Гипоталамо-гипофизарная область головного мозга | Регуляция функций коры надпочечников |
| Кортикостерон | Надпочечники | Регуляция обменных процессов |
| Кортизон | Надпочечники | Синтез углеводов из белков, угнетает лимфоидные органы (действие подобно кортизолу) |
| Кортизол (гидрокортизон) | Надпочечники | Сохранение энергетического равновесия, активизирует распад глюкозы, запасает ее в виде гликогена в печени, как запасное вещество на случай стрессовых ситуаций |
| Инсулин | Поджелудочная железа | Поддержание сниженного значения сахара в крови, оказывает влияние на другие процессы обмена веществ |
| Дофамин (допамин) | Головной мозг, надпочечники, поджелудочная железа | Отвечает за получение удовольствия, за регулировку активной деятельности, за улучшение показателей памяти, мышления, логики и сообразительности.
Также координирует режим дня: время на сон и время на бодрствование. |
| Гормон роста (соматотропин) | Гипофиз | Обеспечивает линейный рост у детей, регулирует обменные процессы |
| Гонадотропин-высвобождающий гормон (гонадотропин-рилизинг гормон) | Передний отдел гипоталамуса | Участвует в синтезе других половых гормонов, в росте фолликулов, регулирует овуляцию, поддерживает процесс формирования желтого тела у женщин, процессы сперматогенеза у мужчин |
| Гонадотропин хорионический | Плацента | Препятствует рассасыванию желтого тела, нормализует гормональный фон беременной |
| Глюкагон | Поджелудочная железа, слизистая оболочка желудка и кишечника | Поддержание сахарного равновесия в крови, обеспечивает поступление глюкозы в кровь из гликогена |
| Витамин Д | Кожа | Координирует процесс размножения клеток. Оказывает воздействие на их синтез.
Жиросжигатель, антиоксидант |
| Вазопрессин
(антидиуретический гормон) |
Гипоталамус | Регуляция количества воды в организме |
| Ваготонин | Поджелудочная железа | Повышение тонуса и усиление активности блуждающих нервов |
| Антимюллеров гормон (АМГ) | Половые железы | Обеспечивает создание системы репродукции, сперматогенеза и овуляции. |
| Андростендион | Яичники, Надпочечники, Яички | Данный гормон предшествует возникновению гормонов усиленного действия андрогенов, которые в дальнейшем преобразуются в эстрогены и тестостерон. |
| Альдостерон | Надпочечники | Действие заключается в регулировке минерального обмена веществ: увеличивает содержание натрия и уменьшает состав калия. Также из-за него повышается артериальное давление. |
| Адренокортикотропин | Гипофиз | Действие заключается в контроле за выработкой гормонов надпочечников |
| Адреналин | Надпочечники | Проявляется в эмоционально сложных ситуациях. Действует как дополнительная сила в организме. Обеспечивает человека дополнительной энергией для выполнения тех или иных критических задач. Этому гормону сопутствуют чувство страха и злости. |
Какой бы то не была классификация гормонов и их функции все они имеют общие признаки. Основные свойства гормонов:
- биологическая активность несмотря на невысокую концентрацию;
- удалённость действия. Если гормон образуется в одних клетках, то это вовсе не означает, что он регулирует именно эти клетки;
- ограниченность действия. Каждый гормон играет свою строго отведённую ему роль.
Виды гормонов оказывают свое влияние на механизм их действия. Но в целом это действие заключается в том, что гормоны, транспортируясь по крови, достигают клеток, являющихся мишенями, проникают в них и передают несущий сигнал от организма. В клетке в этот момент происходят изменения, связанные с полученным сигналом. У каждого конкретного гормона есть свои конкретные клетки, находящиеся в органах и тканях, к которым они стремятся.
Одни виды гормонов присоединяются к рецепторам, которые содержатся внутри клетки, в большинстве случаев, в цитоплазме. К таким видам относятся те из них, которые имеют липофильные свойства гормонов и гормоны, образуемые щитовидной железой. За счёт своей жирорастворимости они легко и быстро проникают внутрь клетки к цитоплазме и взаимодействуют с рецепторами. Но в воде они трудно растворяются, и поэтому им приходится присоединяться к белкам-носителям для перемещения по крови.
Другие гормоны могут растворяться в воде, поэтому для них нет надобности присоединяться к белкам-носителям.
Эти вещества оказывают воздействие на клетки и тела в момент соединения с нейронами, находящимся внутри клеточного ядра, а также в цитоплазме и на плоскости мембраны.
Для их работы необходимо посредническое звено, которое обеспечивает ответную реакцию от клетки. Они представлены:
- циклическим аденозинмонофосфатом;
- инозитолтрифосфатом;
- ионами кальция.
Именно поэтому недостаток кальция в организме оказывает неблагоприятное воздействие на гормоны в организме человека.
После того, как гормон передал сигнал, он расщепляется. Расщепляться он может в следующих местах:
- в клетке, к которой перемещался;
- в крови;
- в печени.
Либо может выводиться из организма вместе с мочой.
По составным элементам химии можно выделить четыре основные группы гормонов. Среди них:
- стероиды (кортизол, альдостерон и другие);
- состоящие из белков (инсулин и прочие);
- образованные от аминокислотных соединений (адреналин и прочие);
- пептидные (глюкагон, тиреокальцитонин).
Стероиды, при этом, можно разграничить на гормоны по половом признаку и надпочечные гормоны. А половые классифицируются на: эстроген – женский и андрогенов – мужской. Эстроген в одной своей молекуле содержит 18 атомов углерода. В качестве примера можно рассмотреть эстрадиол, который имеет такую химическую формулу: С18Н24О2. Исходя из молекулярного строения можно выделить основные признаки:
- в молекулярном содержании отмечается присутствие двух гидроксильных групп;
- по химической структуре эстрадиол можно определить как к группе спиртов, так и группе фенолов.
Андрогены отличаются своей специфической структурой вследствие нахождения в их составе такой молекулы углеводорода, как андростан. Разновидность андрогенов представлена следующими их видами: тестостерон, андростендион и другие.
Название, которое даёт химия тестостерону — семнадцать-гидрокси-четыре-андростен-трион, а дигидротестостерону — семнадцать-гидроксиандростан-трион.
По составу тестостерона можно сделать вывод, что данный гормон представляет собой ненасыщенный кетоноспирт, а дигидротестостерон и андростендион очевидно являются продуктами его гидрирования.
Из наименования андростендиола следует информация, что его можно причислить к группе многоатомных спиртов. Также из названия можно сделать вывод о степени его насыщения.
Будучи гормоном, определяющим половые признаки, прогестерон и производные от него подобным же образом, что и эстрогены, является гормоном, присущим женщинам, и принадлежит к С21-стероидам.
Изучая структуру молекулы прогестерон, становится ясным тот факт, что этот гормон принадлежит к группе кетонов и в составе его молекулы присутствуют целых две карбонильные группы. Кроме гормонов, отвечающих за развитие половых признаков, в состав стероидов входят следующие гормоны: кортизол, кортикостерон и альдостерон.
Если сравнить формульные структуры представленных выше видов, то, то можно сделать вывод, что они очень схожи. Сходство заключается в составе ядра, которое содержит 4 карбо-цикла: 3 с шестью атомами и 1 с пятью.
Следующая группа гормонов – аминокислотные производные. В их состав можно отнести: тироксин, адреналин и норадреналин.
Их особое содержание образуется за счёт аминогруппы или производных от неё, а тироксин включает в свой состав и карбоксильную.
Пептидные гормоны являются сложнее остальных по своему составу. Одним из таких гормонов является вазопрессин.
Вазопрессин — это гормон, сформировавшийся в гипофизе, значение относительной молекулярной массы которого приравнивается к одной тысяче восьмидесяти четырём. Кроме того, в своём строении он содержит аминокислотные остатки в количестве девяти штук.
Глюкагон, находящийся в поджелудочной железе, также является одним из видов пептидных гормонов. Его относительная масса превышает относительная массу вазопрессина более, чем в два раза. Она составляет 3485 единиц за счёт того, что в его строении насчитывается 29 аминокислотных остатков.
В составе глюкагона содержится двадцать восемь групп пептидов.
Структура глюкагона у всех позвоночных практически одинакова. За счёт этого, различные препараты, содержащие этот гормон, создаются медицинским путем из поджелудочной железы животных. Также возможен искусственный синтез этого гормона в условиях лабораторий.
Большее содержание аминокислотных элементов включают в себя белковые гормоны. В них аминокислотные звенья соединяются в одну и более цепей. Например, молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей, которые включают в свой состав 51 аминокислотное звено. Сами цепи соединяются дисульфидными мостиками. Инсулин людей отличается относительной молекулярной массой, равной пяти тысячам восьмистам семи единицами. Данный гормон имеет гомеопатические значение для развития генной инженерии. Именно поэтому его производят искусственно в лабораторных условиях или трансформируют из организма животных. Для этих целей и понадобилось определять химическую структуру инсулина.
Соматотропин также является разновидностью белкового гормона. Его относительная молекулярная масса составляет двадцать одну тысячу пятьсот единиц. А пептидная цепь состоит из ста девяносто одного аминокислотного элемента и двух мостиков. На сегодняшний день определена химическая структура этого гормона в организме человека, быка и овцы.
источник
К какому бы химическому классу ни принадлежали гормоны, они обладают рядом общих свойств:
Высокая биологическая активность допускает низкие физиологические концентрации гормонов, т.е. они эффективны в низких концентрациях.
Дистантность действия, т.е. проявление активности на большом расстоянии от места выработки гормона. Например, АДГ вырабатывается в Гт, а действует на канальцевую систему почек.
Специфичность действия гормонов обеспечивается: а) присутствием в клетках органа-мишени специфических молекул-рецепторов для данного гормона (благодаря чему такие клетки способны «считывать» химически закодированную информацию), а для некоторых гормонов (КХА, инсулин) таких клеток в организме очень много, и гормон оказывает диффузное действие на органы и ткани; б) специфичность проявляется в том, что комплекс эффектов любого гормона строго специфичен (не м.б. воспроизведен никаким другим гормоном).
Гормоны осуществляют свое биологическое действие, взаимодействуя с рецепторами различных клеток – информационными молекулами, трансформирующими гормональный сигнал в гормональное действие.
Существует 2 механизма действия гормонов, принципиально различающиеся по месту образования гормон-рецепторного комплекса, — на поверхности клетки (срочная гормональная регуляция) или внутри неё (долговременная, или хроническая регуляция).
Срочный (или мембранный) механизм: пептидные гормоны, амины и нейромедиаторы – гидрофильные соединения и не способны легко проникать через мембрану клетки. Они взаимодействуют с расположенными на поверхности клетки мембранными рецепторами. На поверхности клетки образуется гормон-рецепторный комплекс. Влияние на активность клетки в данном случае осуществляется посредством сложного б/х механизма с участием вторичного посредника внутри клетки. Гормон-рецепторный комплекс активирует аденилатциклазу, которая катализирует дефосфорилирование АТФ и превращает его в цАМФ. На последующих этапах цАМФ влияет на функциональную активность клетки, например, изменяет проницаемость клеточной мембраны для ионов. К вторичным посредникам также относятся цГМФ, ионизированный кальций и фосфоинозитол.
Хронический (или внутриклеточный) механизм: стероидные гормоны представляют собой жирорастворимые вещества, которые в крови связаны с белками-переносчиками. Сродство каждого гормона к своему белку-переносчику столь велико, что в несвязанном (свободном) виде обнаруживаются лишь малые количества гормона. Однако биологической активностью обладает именно свободный стероид. Стероиды свободно проникают через мембрану в клетку, образуют там гормон-рецепторный комплекс, перемещающийся в ядро, где непосредственно влияет на экспрессию генетической информации, т.е. оказывает действие на геном и в результате на процессы синтеза в клетке. Т.о., гормон-рецепторный комплекс может индуцировать или подавлять синтез белка.
Т.о., специфическое действие гормона проявляется лишь после взаимодействия его с соответствующим рецептором. Рецептор после опознания и связывания гормона генерирует химические или физические сигналы, которые вызывают последовательную цепь пострецепторных взаимодействий, заканчивающихся проявлением специфического биологического эффекта гормона. Отсюда следует, что биологическое действие гормона зависит не только от его содержания в крови, но и от количества и функционального состояния рецепторов, а также от уровня функционирования пострецепторного механизма.
Количество клеточных рецепторов постоянно изменяется, отражая процессы синтеза и разрушения. Основная роль в регуляции количества рецепторов принадлежит гормонам. Имеются обратные взаимоотношения уровня гормонов в межтканевой жидкости и количества рецепторов (при увеличении концентрации гормона снижается количество или чувствительность рецепторов к данному гормону). Некоторые гормоны могут влиять на количество не только «собственных» рецепторов, но и рецепторов к другому гормону. Так, прогестерон уменьшает, а эстрогены увеличивают количество рецепторов одновременно и к эстрогенам, и к прогестерону.
источник
Рис. 15. Расположение эндокринных желез и желез смешанной секреции.
Общей функцией для всех желез является выработка гормонов.
Эндокринная функция – сложноорганизованная система, состоящая из ряда взаимосвязанных и тонко сбалансированных компонентов. Эта система специфична и включает в себя:
1) синтез и секрецию гормонов;
2) транспорт гормонов в кровь;
3) метаболизм гормонов и их экскрецию;
4) взаимодействие гормона с тканями;
5) процессы регуляции функций железы.
Гормоны – химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых количествах значительным физиологическим эффектом.
Гормоны транспортируются кровью к органам и тканям, при этом лишь небольшая их часть циркулирует в свободном активном виде. Основная часть находится в крови в связанной форме в виде обратимых комплексов с белками плазмы крови и форменными элементами. Эти две формы находятся в равновесии друг с другом, причем равновесие в состоянии покоя значительно сдвинуто в сторону обратимых комплексов. Их концентрация составляет 80 %, а иногда и более от суммарной концентрации данного гормона в крови. Образование комплекса гормонов с белками – спонтанный, неферментативный, обратимый процесс. Компоненты комплекса связаны между собой нековалентными, слабыми связями.
Гормоны, не связанные с транспортными белками крови, имеют прямой доступ к клеткам и тканям. Параллельно протекают два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическое расщепление гормонов. Метаболическая инактивация важна в поддержании гормонального гомеостаза. Гормональный катаболизм – механизм регуляции активности гормона в организме.
По химической природе гормоны разделены на три группы:
2) полипептиды и белки с наличием углеводного компонента и без него;
3) аминокислоты и их производные.
Для всех гормонов характерен относительно небольшой период полужизни – около 30 мин. Гормоны должны постоянно синтезироваться и секретироваться, действовать быстро и с большой скоростью инактивироваться. Только в этом случае они могут эффективно работать в качестве регуляторов.
Физиологическая роль желез внутренней секреции связана с их влиянием на механизмы регуляции и интеграции, адаптации, поддержания постоянства внутренней среды организма.
2. Свойства гормонов, механизм их действия
Выделяют три основных свойства гормонов:
1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, расположены далеко от места его образования);
2) строгую специфичность действия (ответные реакции на действие гормона строго специфичны и не могут быть вызваны другими биологически активными агентами);
3) высокую биологическая активность (гормоны вырабатываются железами в малых количествах, эффективны в очень небольших концентрациях, небольшая часть гормонов циркулирует в крови в свободном активном состоянии).
Действие гормона на функции организма осуществляется двумя основными механизмами: через нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани.
Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию или сигнал в определенное место – клетку-мишень, которая имеет высокоспециализированный белковый рецептор, с которым связывается гормон.
По механизму воздействия клеток с гормонами гормоны делятся на два типа.
Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) – гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).
Второй тип – плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора, их характерная особенность – быстровозникающие ответы.
В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат локализован внутри клетки), мембранный (контактный) – на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы – особые участки мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства, такие как:
1) высокое сродство к определенному гормону;
3) ограниченная емкость к гормону;
4) специфичность локализации в ткани.
Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.
Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и освобождения медиаторов внутри клетки.
Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:
1) образование комплекса «гормон—рецептор» на поверхности мембраны;
2) активацию мембранной аденилциклазы;
3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;
4) образование комплекса «цАМФ—рецептор»;
5) активацию каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;
6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.
Действие гормона может осуществляться и более сложным путем при участии нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы стенок кровеносных сосудов). Это начало рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах центральной нервной системы.
Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:
1) метаболическое воздействие – влияние на обмен веществ;
2) морфогенетическое воздействие – стимуляция образования, дифференциации, роста и метаморфозы;
3) пусковое воздействие – влияние на деятельность эффекторов;
4) корригирующее воздействие – изменение интенсивности деятельности органов или всего организма.
3. Синтез, секреция и выделение гормонов из организма
Биосинтез гормонов – цепь биохимический реакций, которые формируют структуру гормональной молекулы. Эти реакции протекают спонтанно и генетически закреплены в соответствующих эндокринных клетках. Генетический контроль осуществляется либо на уровне образования мРНК (матричной РНК) самого гормона или его предшественников (если гормон – полипептид), либо на уровне образования мРНК белков ферментов, которые контролируют различные этапы образования гормона (если он – микромолекула).
В зависимости от природы синтезируемого гормона существуют два типа генетического контроля гормонального биогенеза:
1) прямой (синтез в полисомах предшественников большинства белково-пептидных гормонов), схема биосинтеза: «гены – мРНК – прогормоны – гормоны»;
2) опосредованный (внерибосомальный синтез стероидов, производных аминокислот и небольших пептидов), схема:
«гены – (мРНК) – ферменты – гормон».
На стадии превращения прогормона в гормон прямого синтеза часто подключается второй тип контроля.
Секреция гормонов – процесс освобождения гормонов из эндокринных клеток в межклеточные щели с дальнейшим их поступлением в кровь, лимфу. Секреция гормона строго специфична для каждой эндокринной железы. Секреторный процесс осуществляется как в покое, так и в условиях стимуляции. Секреция гормона происходит импульсивно, отдельными дискретными порциями. Импульсивный характер гормональной секреции объясняется циклическим характером процессов биосинтеза, депонирования и транспорта гормона.
Секреция и биосинтез гормонов тесно взаимосвязаны друг с другом. Эта связь зависит от химической природы гормона и особенностей механизма секреции. Выделяют три механизма секреции:
1) освобождение из клеточных секреторных гранул (секреция катехоламинов и белково-пептидных гормонов);
2) освобождение из белоксвязанной формы (секреция тропных гормонов);
3) относительно свободная диффузия через клеточные мембраны (секреция стероидов).
Степень связи синтеза и секреции гормонов возрастает от первого типа к третьему.
Гормоны, поступая в кровь, транспортируются к органам и тканям. Связанный с белками плазмы и форменными элементами гормон аккумулируется в кровяном русле, временно выключается из круга биологического действия и метаболических превращений. Неактивный гормон легко активируется и получает доступ к клеткам и тканям. Параллельно идут два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическая инактивация.
В процессе обмена гормоны изменяются функционально и структурно. Подавляющая часть гормонов метаболизируется, и лишь незначительная их часть (0,5—10 %) выводятся в неизмененном виде. Метаболическая инактивация наиболее интенсивно протекает в печени, тонком кишечнике и почках. Продукты гормонального метаболизма активно выводятся с мочой и желчью, желчные компоненты окончательно выводятся каловыми массами через кишечник. Небольшая часть гормональных метаболитов выводится с потом и слюной.
4. Регуляция деятельности эндокринных желез
Все процессы, происходящие в организме, имеют специфические механизмы регуляции. Один из уровней регуляции – внутриклеточный, действующий на уровне клетки. Как и многие многоступенчатые биохимические реакции, процессы деятельности эндокринных желез в той или иной степени саморегулируются по принципу обратной связи. Согласно этому принципу предыдущая стадия цепи реакций либо тормозит, либо усиливает последующие. Этот механизм регуляции имеет узкие пределы и в состоянии обеспечить мало изменяющийся начальный уровень деятельности желез.
Первостепенную роль в механизме регуляции имеет межклеточный системный механизм контроля, который ставит функциональную активность желез в зависимость от состояния всего организма. Системный механизм регуляции обусловливает главную физиологическую роль желез внутренней секреции – приведение в соответствие уровня и соотношения обменных процессов с потребностями всего организма.
Нарушение процессов регуляции приводит к патологии функций желез и всего организма в целом.
Регуляторные механизмы могут быть стимулирующими (облегчающими) и тормозящими.
Ведущее место в регуляции эндокринных желез принадлежит центральной нервной системе. Существует несколько механизмов регуляции:
1) нервный. Прямые нервные влияния играют определяющую роль в работе иннервируемых органов (мозгового слоя надпочечников, нейроэндокринных зон гипоталамуса и эпифиза);
2) нейроэндокринный, связанный с деятельностью гипофиза и гипоталамуса.
В гипоталамусе происходит трансформация нервного импульса в специфический эндокринный процесс, приводящий к синтезу гормона и его выделению в особых зонах нервно-сосудистого контакта. Выделяют два типа нейроэндокринных реакций:
а) образование и секрецию релизинг-факторов – главных регуляторов секреции гормонов гипофиза (гормоны образуются в мелкоклеточных ядрах подбугровой области, поступают в область срединного возвышения, где накапливаются и проникают в систему портальной циркуляции аденогипофиза и регулируют их функции);
б) образование нейрогипофизарных гормонов (гормоны сами образуются в крупноклеточных ядрах переднего гипоталамуса, спускаются в заднюю долю, где депонируются, оттуда поступают в общую систему циркуляции и действуют на периферические органы);
3) эндокринный (непосредственное влияние одних гормонов на биосинтез и секрецию других (тропные гормоны передней доли гипофиза, инсулин, соматостатин));
4) нейроэндокринный гуморальный. Осуществляется негормональными метаболитами, оказывающие регулирующее действие на железы (глюкозой, аминокислотами, ионами калия, натрия, простагландинами).
1. Гормоны передней доли гипофиза
Гипофиз занимает особое положение в системе эндокринных желез. Его называют центральной железой, так как за счет его тропных гормонов регулируется деятельность других эндокринных желез. Гипофиз – сложный орган, он состоит из аденогипофиза (передней и средней долей) и нейрогипофиза (задней доли). Гормоны передней доли гипофиза делятся на две группы: гормон роста и пролактин и тропные гормоны (тиреотропин, кортикотропин, гонадотропин).
К первой группе относят соматотропин и пролактин.
Гормон роста (соматотропин) принимает участие в регуляции роста, усиливая образование белка. Наиболее выражено его влияние на рост эпифизарных хрящей конечностей, рост костей идет в длину. Нарушение соматотропной функции гипофиза приводит к различным изменениям в росте и развитии организма человека: если имеется гиперфункция в детском возрасте, то развивается гигантизм; при гипофункции – карликовость. Гиперфункция у взрослого человека не влияет на рост в целом, но увеличиваются размеры тех частей тела, которые еще способны расти (акромегалия).
Пролактин способствует образованию молока в альвеолах, но после предварительного воздействия на них женских половых гормонов (прогестерона и эстрогена). После родов увеличивается синтез пролактина и наступает лактация. Акт сосания через нервно-рефлекторный механизм стимулирует выброс пролактина. Пролактин обладает лютеотропным действием, способствует продолжительному функционированию желтого тела и выработке им прогестерона. Ко второй группе гормонов относят:
1) тиреотропный гормон (тиреотропин). Избирательно действует на щитовидную железу, повышает ее функцию. При сниженной выработке тиреотропина происходит атрофия щитовидной железы, при гиперпродукции – разрастание, наступают гистологические изменения, которые указывают на повышение ее активности;
2) адренокортикотропный гормон (кортикотропин). Стимулирует выработку глюкокортикоидов надпочечниками. Кортикотропин вызывает распад и тормозит синтез белка, является антагонистом гормона роста. Он тормозит развитие основного вещества соединительной ткани, уменьшает количество тучных клеток, подавляет фермент гиалуронидазу, снижая проницаемость капилляров. Этим определяется его противовоспалительное действие. Под влиянием кортикотропина уменьшаются размер и масса лимфоидных органов. Секреция кортикотропина подвержена суточным колебаниям: в вечерние часы его содержание выше, чем утром;
3) гонадотропные гормоны (гонадотропины – фоллитропин и лютропин). Присутствуют как у женщин, так и у мужчин;
а) фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон), стимулирующий рост и развитие фолликула в яичнике. Он незначительно влияет на выработку эстрагенов у женщин, у мужчин под его влиянием происходит образование сперматозоидов;
б) лютеинизирующий гормон (лютропин), стимулирующий рост и овуляцию фолликула с образованием желтого тела. Он стимулирует образование женских половых гормонов – эстрагенов. Лютропин способствует выработке андрогенов у мужчин.
2. Гормоны средней и задней долей гипофиза
В средней доле гипофиза вырабатывается гормон меланотропин (интермедин), который оказывает влияние на пигментный обмен.
Задняя доля гипофиза тесно связана с супраоптическим и паравентрикулярным ядром гипоталамуса. Нервные клетки этих ядер вырабатывают нейросекрет, который транспортируется в заднюю долю гипофиза. Накапливаются гормоны в питуицитах, в этих клетках гормоны превращаются в активную форму. В нервных клетках паравентрикулярного ядра образуется окситоцин, в нейронах супраоптического ядра – вазопрессин.
Вазопрессин выполняет две функции:
1) усиливает сокращение гладких мышц сосудов (тонус артериол повышается с последующим повышением артериального давления);
2) угнетает образование мочи в почках (антидиуретическое действие). Антидиуретическое действие обеспечивается способностью вазопрессина усиливать обратное всасывание воды из канальцев почек в кровь. Уменьшение образования вазопрессина является причиной возникновения несахарного диабета (несахарного мочеизнурения).
Окситоцин (оцитоцин) избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливает ее сокращение. Сокращение матки резко увеличивается, если она находилась под воздействием эстрогенов. Во время беременности окситоцин не влияет на сократительную способность матки, так как гормон желтого тела прогестерон делает ее нечувствительной ко всем раздражителям. Окситоцин стимулирует выделение молока, усиливается именно выделительная функция, а не его секреция. Особые клетки молочной железы избирательно реагируют на окситоцин. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина из нейрогипофиза.
Гипоталамическая регуляция образования гормонов гипофиза
Нейроны гипоталамуса вырабатывают нейросекрет. Продукты нейросекреции, которые способствуют образованию гормонов передней доли гипофиза, называются либеринами, а тормозящие их образование – статинами. Поступление этих веществ в переднюю долю гипофиза происходит по кровеносным сосудам.
Регуляция образования гормонов передней доли гипофиза осуществляется по принципу обратной связи. Между тропной функцией передней доли гипофиза и периферическими железами существуют двусторонние отношения: тропные гормоны активируют периферические эндокринные железы, последние в зависимости от их функционального состояния тоже влияют на продукцию тропных гормонов. Двусторонние взаимоотношения имеются между передней долей гипофиза и половыми железами, щитовидной железой и корой надпочечников. Эти взаимоотношения называют «плюс-минус» взаимодействия. Тропные гормоны стимулируют («плюс») функцию периферических желез, а гормоны периферических желез подавляют («минус») продукцию и выделение гормонов передней доли гипофиза. Существует обратная связь между гипоталамусом и тропными гормонами передней доли гипофиза. Повышение концентрации в крови гормона гипофиза приводит к торможению нейросекрета в гипоталамусе.
Симпатический отдел вегетативной нервной системы усиливает выработку тропных гормонов, парасимпатический отдел угнетает.
3. Гормоны эпифиза, тимуса, паращитовидных желез
Эпифиз находится над верхними буграми четверохолмия. Значение эпифиза крайне противоречиво. Из его ткани выделены два соединения:
1) мелатонин (принимает участие в регуляции пигментного обмена, тормозит развитие половых функций у молодых и действие гонадотропных гормонов у взрослых). Это обусловлено прямым действием мелатонина на гипоталамус, где идет блокада освобождения люлиберина, и на переднюю долю гипофиза, где он уменьшает действие люлиберина на освобождение лютропина;
2) гломерулотропин (стимулирует секрецию альдостерона корковым слоем надпочечников).
Тимус (вилочковая железа) – парный дольчатый орган, расположенный в верхнем отделе переднего средостения. Тимус образует несколько гормонов: тимозин, гомеостатический тимусный гормон, тимопоэтин I, II, тимусный гуморальный фактор. Они играют важную роль в развитии иммунологических защитных реакций организма, стимулируя образование антител. Тимус контролирует развитие и распределение лимфоцитов. Секреция гормонов тимуса регулируется передней долей гипофиза.
Вилочковая железа достигает максимального развития в детском возрасте. После полового созревания она начинает атрофироваться (железа стимулирует рост организма и тормозит развитие половой системы). Есть предположение, что тимус влияет на обмен ионов Ca и нуклеиновых кислот.
При увеличении вилочковой железы у детей возникает тимико-лимфатический статус. При этом состоянии, кроме увеличения тимуса, происходят разрастание лимфатической ткани, увеличение вилочковой железы является проявлением надпочечниковой недостаточности.
Паращитовидные железы – парный орган, они расположены на поверхности щитовидной железы. Гормон паращитовидной железы – паратгормон (паратирин). Паратгормон находится в клетках железы в виде прогормона, превращение прогормона в паратгормон происходит в комплексе Гольджи. Из паращитовидных желез гормон непосредственно поступает в кровь.
Паратгормон регулирует обмен Ca в организме и поддерживает его постоянный уровень в крови. В норме содержания Ca в крови составляет 2,25—2,75 ммоль/л (9—11 мг%). Костная ткань скелета – главное депо Ca в организме. Имеется определенная зависимость между уровнем Ca в крови и содержанием его в костной ткани. Паратгормон усиливает рассасывание кости, что приводит к увеличению освобождения ионов Ca, регулирует процессы отложения и выхода солей Ca в костях. Влияя на обмен Са, паратгормон параллельно воздействует на обмен фосфора: уменьшает обратное всасывание фосфатов в дистальных канальцах почек, что приводит к понижению их концентрации в крови.
Удаление паращитовидных желез приводит к вялости, рвоте, потере аппетита, к разрозненным сокращениям отдельных групп мышц, которые могут переходить в длительное тетаническое сокращение. Регуляция деятельности паращитовидных желез определяется уровнем Са в крови. Если в крови нарастает концентрация Са, это приводит к снижению функциональной активности паращитовидных желез. При уменьшении уровня Са повышается гормонообразовательная функция желез.
4. Гормоны щитовидной железы. Йодированные гормоны. Тиреокальцитонин. Нарушение функции щитовидной железы
Щитовидная железа расположена с обеих сторон трахеи ниже щитовидного хряща, имеет дольчатое строение. Структурной единицей является фолликул, заполненный коллоидом, где находится йодсодержащий белок – тиреоглобулин.
Гормоны щитовидной железы делятся на две группы:
1) йодированные – тироксин, трийодтиронин;
2) тиреокальцитонин (кальцитонин).
Йодированные гормоны образуются в фолликулах железистой ткани, его образование происходит в три этапа:
1) образование коллоида, синтез тиреоглобулина;
2) йодирование коллоида, поступление йода в организм, всасывание в виде йодидов. Йодиды поглощаются щитовидной железой, окисляются в элементарный йод и включаются в состав тиреоглобулина, процесс стимулируется ферментом – тиреоидпероксиказой;
3) выделение в кровоток происходит после гидролиза тиреоглобулина под действием катепсина, при этом освобождаются активные гормоны – тироксин, трийодтиронин.
Основной активный гормон щитовидной железы – тироксин, соотношение тироксина и трийодтиронина составляет 4: 1. Оба гормона находятся в крови в неактивном состоянии, они связаны с белками глобулиновой фракции и альбумином плазмы крови. Тироксин легче связывается с белками крови, поэтому быстрее проникает в клетку и имеет большую биологическую активность. Клетки печени захватывают гормоны, в печени гормоны образуют соединения с глюкуроновой кислотой, которые не обладают гормональной активностью и выводятся с желчью в ЖКТ. Этот процесс называется дезинтоксикацией, он предотвращает чрезмерное насыщение крови гормонами.
Роль йодированных гормонов:
1) влияние на функции ЦНС. Гипофункция ведет к резкому снижению двигательной возбудимости, ослаблению активных и оборонительных реакций;
2) влияние на высшую нервную деятельность. Включаются в процесс выработки условных рефлексов, дифференцировки процессов торможения;
3) влияние на рост и развитие. Стимулируют рост и развитие скелета, половых желез;
4) влияние на обмен веществ. Происходит воздействие на обмен белков, жиров, углеводов, минеральный обмен. Усиление энергетических процессов и увеличение окислительных процессов приводят к повышению потребления тканями глюкозы, что заметно снижает запасы жира и гликогена в печени;
5) влияние на вегетативную систему. Увеличивается число сердечных сокращений, дыхательных движений, повышается потоотделение;
6) влияние на свертывающую систему крови. Снижают способность крови к свертыванию (уменьшают образование факторов свертывания крови), повышают ее фибринолитическую активность (увеличивают синтез антикоагулянтов). Тироксин угнетает функциональные свойства тромбоцитов – адгезию и агрегацию.
Регуляция образования йодсодержащих гормонов осуществляется:
1) тиреотропином передней доли гипофиза. Влияет на все стадии йодирования, связь между гормонами осуществляется по типу прямых и обратных связей;
2) йодом. Малые дозы стимулируют образование гормона за счет усиления секреции фолликулов, большие – тормозят;
3) вегетативной нервной системой: симпатическая – повышает активность продукции гормона, парасимпатическая – снижает;
4) гипоталамусом. Тиреолиберин гипоталамуса стимулирует тиреотропин гипофиза, который стимулирует продукцию гормонов, связь осуществляется по типу обратных связей;
5) ретикулярной формацией (возбуждение ее структур повышает выработку гормонов);
6) корой головного мозга. Декортикация активизирует функцию железы первоначально, значительно снижает с течением времени.
Тиреокальцитоцин образуется парафолликулярными клетками щитовидной железы, которые расположены вне железистых фолликул. Он принимает участие в регуляции кальциевого обмена, под его влиянием уровень Ca снижается. Тиреокальцитоцин понижает содержание фосфатов в периферической крови.
Тиреокальцитоцин тормозит выделение ионов Ca из костной ткани и увеличивает его отложение в ней. Он блокирует функцию остеокластов, которые разрушают костную ткань, и запускают механизм активации остеобластов, участвующих в образовании костной ткани.
Уменьшение содержания ионов Ca и фосфатов в крови обусловлено влиянием гормона на выделительную функцию почек, уменьшая канальцевую реабсорбцию этих ионов. Гормон стимулирует поглощение ионов Ca митохондриями.
Регуляция секреции тиреокальцитонина зависит от уровня ионов Ca в крови: повышение его концентрации приводит к дегрануляции парафолликулов. Активная секреция в ответ на гиперкальциемию поддерживает концентрацию ионов Ca на определенном физиологическом уровне.
Секреции тиреокальцитонина способствуют некоторые биологически активные вещества: гастрин, глюкагон, холецистокинин.
При возбуждении бета-адренорецепторов повышается секреция гормона, и наоборот.
Нарушение функции щитовидной железы сопровождается повышением или понижением ее гормонообразующей функции.
Недостаточность выработки гормона (гипотериоз), появляющаяся в детском возрасте, ведет к развитию кретинизма (задерживаются рост, половое развитие, развитие психики, наблюдается нарушение пропорций тела).
Недостаточность выработки гормона ведет к развитию микседемы, которая характеризуется резким расстройством процессов возбуждения и торможения в ЦНС, психической заторможенностью, снижением интеллекта, вялостью, сонливостью, нарушением половых функций, угнетением всех видов обмена веществ.
При повышении активности щитовидной железы (гипертиреозе) возникает заболевание тиреотоксикоз. Характерные признаки: увеличение размеров щитовидной железы, числа сердечных сокращений, повышение обмена веществ, температуры тела, увеличение потребления пищи, пучеглазие. Наблюдаются повышенная возбудимость и раздражительность, изменяется соотношение тонуса отделов вегетативной нервной системы: преобладает возбуждение симпатического отдела. Отмечаются мышечное дрожание и мышечная слабость.
Недостаток в воде йода приводит к снижению функции щитовидной железы со значительным разрастанием ее ткани и образованием зоба. Разрастание ткани – компенсаторный механизм в ответ на снижение содержания йодированных гормонов в крови.
5. Гормоны поджелудочной железы. Нарушение функции поджелудочной железы
Поджелудочная железа – железа со смешанной функцией. Морфологической единицей железы служат островки Лангерганса, преимущественно они расположены в хвосте железы. Бета-клетки островков вырабатывают инсулин, альфа-клетки – глюкагон, дельта-клетки – соматостатин. В экстрактах ткани поджелудочной железы обнаружены гормоны ваготонин и центропнеин.
Инсулин регулирует углеводный обмен, снижает концентрацию сахара в крови, способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах. Он повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы: попадая внутрь клетки, глюкоза усваивается. Инсулин задерживает распад белков и превращение их в глюкозу, стимулирует синтез белка из аминокислот и их активный транспорт в клетку, регулирует жировой обмен путем образования высших жирных кислот из продуктов углеводного обмена, тормозит мобилизацию жира из жировой ткани.
В бета-клетках инсулин образуется из своего предшественника проинсулина. Он переносится в клеточные аппарат Гольджи, где происходят начальные стадии превращения проинсулина в инсулин.
В основе регуляции инсулина лежит нормальное содержание глюкозы в крови: гипергликемия приводит к увеличению поступления инсулина в кровь, и наоборот.
Паравентрикулярные ядра гипоталамуса повышают активность при гипергликемии, возбуждение идет в продолговатый мозг, оттуда в ганглии поджелудочной железы и к бета-клеткам, что усиливает образование инсулина и его секрецию. При гипогликемии ядра гипоталамуса снижают свою активность, и секреция инсулина уменьшается.
Гипергликемия непосредственно приводит в возбуждение рецепторный аппарат островков Лангерганса, что увеличивает секрецию инсулина. Глюкоза также непосредственно действует на бета-клетки, что ведет к высвобождению инсулина.
Глюкагон повышает количество глюкозы, что также ведет к усилению продукции инсулина. Аналогично действует гормоны надпочечников.
Вегетативная нервная система регулирует выработку инсулина посредством блуждающего и симпатического нервов. Блуждающий нерв стимулирует выделение инсулина, а симпатический тормозит.
Количество инсулина в крови определяется активностью фермента инсулиназы, который разрушает гормон. Наибольшее количество фермента находится в печени и мышцах. При однократном протекании крови через печень разрушается до 50 % находящегося в крови инсулина.
Важную роль в регуляции секреции инсулина выполняет гормон соматостатин, который образуется в ядрах гипоталамуса и дельта-клетках поджелудочной железы. Соматостатин тормозит секрецию инсулина.
Активность инсулина выражается в лабораторных и клинических единицах.
Глюкагон принимает участие в регуляции углеводного обмена, по действию на обмен углеводов он является антагонистом инсулина. Глюкагон расщепляет гликоген в печени до глюкозы, концентрация глюкозы в крови повышается. Глюкагон стимулирует расщепление жиров в жировой ткани.
Механизм действия глюкагона обусловлен его взаимодействием с особыми специфическими рецепторами, которые находятся на клеточной мембране. При связи глюкагона с ними увеличивается активность фермента аденилатциклазы и концентрации цАМФ, цАМФ способствует процессу гликогенолиза.
Регуляция секреции глюкагона. На образование глюкагона в альфа-клетках оказывает влияние уровень глюкозы в крови. При повышении глюкозы в крови происходит торможение секреции глюкагона, при понижении – увеличение. На образование глюкагона оказывает влияние и передняя доля гипофиза.
Гормон роста соматотропин повышает активность альфа-клеток. В противоположность этому гормон дельта-клетки – соматостатин тормозит образование и секрецию глюкагона, так как он блокирует вхождение в альфа-клетки ионов Ca, которые необходимы для образования и секреции глюкагона.
Физиологическое значение липокаина. Он способствует утилизации жиров за счет стимуляции образования липидов и окисления жирных кислот в печени, он предотвращает жировое перерождение печени.
Функции ваготонина – повышение тонуса блуждающих нервов, усиление их активности.
Функции центропнеина – возбуждение дыхательного центра, содействие расслаблению гладкой мускулатуры бронхов, повышение способности гемоглобина связывать кислород, улучшение транспорта кислорода.
Нарушение функции поджелудочной железы.
Уменьшение секреции инсулина приводит к развитию сахарного диабета, основными симптомами которого являются гипергликемия, глюкозурия, полиурия (до 10 л в сутки), полифагия (усиленный аппетит), полидиспепсия (повышенная жажда).
Увеличение сахара в крови у больных сахарным диабетом является результатом потери способности печени синтезировать гликоген из глюкозы, а клеток – утилизировать глюкозу. В мышцах также замедляется процесс образования и отложения гликогена.
У больных сахарным диабетом нарушаются все виды обмена.
6. Гормоны надпочечников. Глюкокортикоиды
Надпочечники – парные железы, расположенные над верхними полюсами почек. Они имеют важное жизненное значение. Различают два типа гормонов: гормоны коркового слоя и гормоны мозгового слоя.
Гормоны коркового слоя длятся на три группы:
1) глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортизон, кортикостерон);
2) минералокортикоиды (альдестерон, дезоксикортикостерон);
3) половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон).
Глюкокортикоиды синтезируются в пучковой зоне коры надпочечников. По химическому строению гормоны являются стероидами, образуются из холестерина, для синтеза необходима аскорбиновая кислота.
Физиологическое значение глюкокортикоидов.
Глюкокортикоиды влияют на обмен углеводов, белков и жиров, усиливают процесс образования глюкозы из белков, повышают отложение гликогена в печени, по своему действию являются антагонистами инсулина.
Глюкокортикоиды оказывают катаболическое влияние на белковый обмен, вызывают распад тканевого белка и задерживают включение аминокислот в белки.
Гормоны обладают противовоспалительным действием, что обусловлено снижением проницаемости стенок сосуда при низкой активности фермента гиалуронидазы. Уменьшение воспаления обусловлено торможением освобождения арахидоновой кислоты из фосфолипидов. Это ведет к ограничению синтеза простагландинов, которые стимулируют воспалительный процесс.
Глюкокортикоиды оказывают влияние на выработку защитных антител: гидрокортизон подавляет синтез антител, тормозит реакцию взаимодействия антитела с антигеном.
Глюкокортикоиды оказывают выраженное влияние на кроветворные органы:
1) увеличивают количество эритроцитов за счет стимуляции красного костного мозга;
2) приводят к обратному развитию вилочковой железы и лимфоидной ткани, что сопровождается уменьшением количества лимфоцитов.
Выделение из организма осуществляется двумя путями:
1) 75–90 % поступивших гормонов в кровь удаляется с мочой;
2) 10–25 % удаляется с калом и желчью.
Регуляция образования глюкокортикоидов.
Важную роль в образовании глюкокортикоидов играет кортикотропин передней доли гипофиза. Это влияние осуществляется по принципу прямых и обратных связей: кортикотропин повышает продукцию глюкокортикоидов, а избыточное их содержание в крови приводит к торможению кортикотропина в гипофизе.
В ядрах переднего отдела гипоталамуса синтезируется нейросекрет кортиколиберин, который стимулирует образование кортикотропина в передней доле гипофиза, а он, в свою очередь, стимулирует образование глюкокортикоида. Функциональное отношение «гипоталамус – передняя доля гипофиза – кора надпочечников» находится в единой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе, которая играет ведущую роль в адаптационных реакциях организма.
Адреналин – гормон мозгового вещества надпочечников – усиливает образование глюкокортикоидов.
7. Гормоны надпочечников. Минералокортикоиды. Половые гормоны
Минералокортикоиды образуются в клубочковой зоне коры надпочечников и принимают участие в регуляции минерального обмена. К ним относятся альдостерон и дезоксикортикостерон. Они усиливают обратное всасывание ионов Na в почечных канальцах и уменьшают обратное всасывание ионов K, что приводит к повышению ионов Na в крови и тканевой жидкости и увеличению в них осмотического давления. Это вызывает задержку воды в организме и повышение артериального давления.
Минералокортикоиды способствуют проявлению воспалительных реакций за счет повышения проницаемости капилляров и серозных оболочек. Они принимают участие в регуляции тонуса кровеносных сосудов. Альдостерон обладает способностью увеличивать тонус гладких мышц сосудистой стенки, что приводит к повышению величины кровяного давления. При недостатке альдостерона развивается гипотония.
Регуляция образования минералокортикоидов
Регуляция секрета и образования альдостерона осуществляется системой «ренин—ангиотензин». Ренин образуется в специальных клетках юкстагломерулярного аппарата афферентных артериол почки и выделяется в кровь и лимфу. Он катализирует превращение ангиотензиногена в ангиотензин I, который переходит под действием специального фермента в ангиотензин II. Ангиотензин II стимулирует образование альдостерона. Синтез минералокортикоидов контролируется концентрацией ионов Na и K в крови. Повышение ионов Na приводит к торможению секреции альдостерона, что приводит к выделению Na с мочой. Снижение образования минерало-кортикоидов происходит при недостаточном содержании ионов K. На синтез минералокортикоидов влияет количество тканевой жидкости и плазмы крови. Увеличение их объема приводит к торможению секреции альдостеронов, что обусловлено усиленным выделением ионов Na и связанной с ним воды. Гормон эпифиза гломерулотропин усиливает синтез альдостерона.
Половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон) образуются в сетчатой зоне коры надпочечников. Они имеют большое значение в развитии половых органов в детском возрасте, когда внутрисекреторная функция половых желез незначительна. Оказывают анаболическое действие на белковый обмен: повышают синтез белка за счет увеличенного включения в его молекулу аминокислот.
При гипофункции коры надпочечников возникает заболевание – бронзовая болезнь, или аддисонова болезнь. Признаками этого заболевания являются: бронзовая окраска кожи, особенно на руках шее, лице, повышенная утомляемость, потеря аппетита, появление тошноты и рвоты. Больной становится чувствителен к боли и холоду, более восприимчив к инфекции.
При гиперфункции коры надпочечников (причиной которой чаще всего является опухоль) происходит увеличение образования гормонов, отмечается преобладание синтеза половых гормонов над другими, поэтому у больных начинают резко изменяться вторичные половые признаки. У женщин наблюдается проявление вторичных мужских половых признаков, у мужчин – женских.
8. Гормоны мозгового слоя надпочечников
Мозговой слой надпочечников вырабатывает гормоны, относящиеся к катехоламинам. Основной гормон – адреналин, вторым по значимости является предшественник адреналина – норадреналин. Хромаффиновые клетки мозгового слоя надпочечников находятся и в других частях организма (на аорте, у места разделения сонных артерий и т. д.), они образуют адреналовую систему организма. Мозговой слой надпочечников – видоизмененный симпатический ганглий.
Значение адреналина и норадреналина
Адреналин выполняет функцию гормона, он поступает в кровь постоянно, при различных состояниях организма (кровопотере, стрессе, мышечной деятельности) происходит увеличение его образования и выделения в кровь.
Возбуждение симпатической нервной системы приводит к повышению поступления в кровь адреналина и норадреналина, они удлиняют эффекты нервных импульсов в симпатической нервной системе. Адреналин влияет на углеродный обмен, ускоряет расщепление гликогена в печени и мышцах, расслабляет бронхиальные мышцы, угнетает моторику ЖКТ и повышает тонус его сфинктеров, повышает возбудимость и сократимость сердечной мышцы. Он повышает тонус кровеносных сосудов, действует сосудорасширяюще на сосуды сердца, легких и головного мозга. Адреналин усиливает работоспособность скелетных мышц.
Повышение активности адреналовой системы происходит под действием различных раздражителей, которые вызывают изменение внутренней среды организма. Адреналин блокирует эти изменения.
Адреналин – гормон короткого периода действия, он быстро разрушается моноаминоксидазой. Это находится в полном соответствии с тонкой и точной центральной регуляцией секреции этого гормона для развития приспособительных и защитных реакций организма.
Норадреналин выполняет функцию медиатора, он входит в состав симпатина – медиатора симпатической нервной системы, он принимает участие в передаче возбуждения в нейронах ЦНС.
Секреторная активность мозгового слоя надпочечников регулируется гипоталамусом, в задней группе его ядер расположены высшие вегетативные центры симпатического отдела. Их активация ведет к увеличению выброса адреналина в кровь. Выделение адреналина может происходить рефлекторно при переохлаждении, мышечной работе и т. д. При гипогликемии рефлекторно повышается выделение адреналина в кровь.
9. Половые гормоны. Менструальный цикл
Половые железы (семенники у мужчин, яичники у женщин) относятся к железам со смешанной функцией, внутрисекреторная функция проявляется в образовании и секреции половых гормонов, которые непосредственно поступают в кровь.
Мужские половые гормоны – андрогены образуются в интерстициальных клетках семенников. Различают два вида андрогенов – тестостерон и андростерон.
Андрогены стимулируют рост и развитие полового аппарата, мужских половых признаков и появление половых рефлексов.
Они контролируют процесс созревания сперматозоидов, способствуют сохранению их двигательной активности, проявлению полового инстинкта и половых поведенческих реакций, увеличивают образование белка, особенно в мышцах, уменьшают содержание жира в организме. При недостаточном количестве андрогена в организме нарушаются процессы торможения в коре больших полушарий.
Женские половые гормоны эстрогены образуются в фолликулах яичника. Синтез эстрогенов осуществляется оболочкой фолликула, прогестерона – желтым телом яичника, которое развивается на месте лопнувшего фолликула.
Эстрогены стимулируют рост матки, влагалища, труб, вызывают разрастание эндометрия, способствуют развитию вторичных женских половых признаков, проявлению половых рефлексов, усиливают сократительную способность матки, повышают ее чувствительность к окситоцину, стимулируют рост и развитие молочных желез.
Прогестерон обеспечивает процесс нормального протекания беременности, способствует разрастанию слизистой эндометрия, имплантации оплодотворенной яйцеклетки в эндометрий, тормозит сократительную способность матки, уменьшает ее чувствительность к окситоцину, тормозит созревание и овуляцию фолликула за счет угнетения образования лютропина гипофиза.
Образование половых гормонов находится под влиянием гонадотропных гормонов гипофиза и пролактина. У мужчин гонадотропный гормон способствует созреванию сперматозоидов, у женщин – росту и развитию фолликула. Лютропин определяет выработку женских и мужских половых гормонов, овуляцию и образование желтого тела. Пролактин стимулирует выработку прогестерона.
Мелатонин тормозит деятельность половых желез.
Нервная система принимает участие в регуляции активности половых желез за счет образования в гипофизе гонадотропных гормонов. ЦНС регулирует протекание полового акта. При изменении функционального состояния ЦНС могут произойти нарушение полового цикла и даже его прекращение.
Менструальный цикл включает четыре периода.
1. Предовуляционный (с пятого по четырнадцатый день). Изменения обусловлены действием фоллитропина, в яичниках происходит усиленное образование эстрогенов, они стимулируют рост матки, разрастание слизистой оболочки и ее желез, ускоряется созревание фолликула, поверхность его разрывается, и из него выходит яйцеклетка – происходит овуляция.
2. Овуляционный (с пятнадцатого по двадцатьвосьмой день). Начинается с выхода яйцеклетки в трубу, сокращение гладкой мускулатуры трубы способствует продвижению ее к матке, здесь может произойти оплодотворение. Оплодотворенное яйцо, попадая в матку, прикрепляется к ее слизистой и наступает беременность. Если оплодотворение не произошло, наступает послеовуляционный период. На месте фолликула развивается желтое тело, оно вырабатывает прогестерон.
3. Послеовуляционный период. Неоплодотворенное яйцо, достигая матки, погибает. Прогестерон уменьшает образование фоллитропина и снижает продукцию эстрогенов. Изменения, возникшие в половых органах женщины исчезают. Параллельно уменьшается образование лютропина, что ведет к атрофии желтого тела. За счет уменьшения эстрогенов матка сокращается, происходит отторжение слизистой оболочки. В дальнейшем происходит ее регенерация.
4. Период покоя и послеовуляционный период продолжаются с первого по пятый день полового цикла.
10. Гормоны плаценты. Понятие о тканевых гормонах и антигормонах
Плацента – уникальное образование, которое связывает материнский организм с плодом. Она выполняет многочисленные функции, в том числе метаболическую и гормональную. Она синтезирует гормоны двух групп:
1) белковые – хорионический гонадотропин (ХГ), плацентарный лактогенный гормон (ПЛГ), релаксин;
2) стероидные – прогестерон, эстрогены.
ХГ образуется в больших количествах через 7—12 недель беременности, в дальнейшем образование гормона снижается в несколько раз, его секреция не контролируется гипофизом и гипоталамусом, его транспорт к плоду ограничен. Функции ХГ – увеличение роста фолликулов, образование желтого тела, стимулирование выработки прогестерона. Защитная функция заключается в способности предотвращать отторжение зародыша организмом матери. ХГ обладает антиаллергическим действием.
ПЛГ начинает секретироваться с шестой недели беременности и прогрессивно увеличивается. Он влияет на молочные железы подобно пролактину гипофиза, на белковый обмен (повышает синтез белка в организме матери). Одновременно возрастает содержание свободных жирных кислот, повышается устойчивость к действию инсулина.
Релаксин секретируется на поздних стадиях развития беременности, расслабляет связки лонного сочленения, снижает тонус матки и ее сократимость.
Прогестерон синтезируется желтым телом до четвертой– шестой недели беременности, в дальнейшем в этот процесс включается плацента, процесс секреции прогрессивно нарастает. Прогестерон вызывает расслабление матки, снижение ее сократимости и чувствительность к эстрогенам и окситоцину, накопление воды и электролитов, особенно внутриклеточного натрия. Эстрогены и прогестерон способствуют росту, растяжению матки, развитию молочных желез и лактации.
Тканевые гормоны – биологически активные вещества, действующие в месте своего образования, не поступающие в кровь. Простагландины образуются в микросомах всех тканей, принимают участие в регуляции секреции пищеварительных соков, изменении тонуса гладких мышц сосудов и бронхов, процесса агрегации тромбоцитов. К тканевым гормонам, регулирующим местное кровообращение, относят гистамин (расширяет сосуды) и серотонин (обладает прессорным действием). Тканевыми гормонами считают медиаторы нервной системы – норадреналин и ацетилхолин.
Антигормоны – вещества, обладающие противогормональной активностью. Их образование происходит при длительном введении гормона в организм извне. Каждый антигормон обладает выраженной видовой специфичностью и блокирует действие того вида гормона, на который выработался. Он появляется в крови спустя 1–3 месяца после введения гормона и исчезает через 3–9 месяцев после последней инъекции гормона.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
источник