7.1. Гормональная регуляция
Гормоны, выделяемые железами внутренней секреции, обладают дистантным действием, т. е. оказывают влияние на клетки-, ткани- и органы-мишени, расположенные вдали от места своего образования. Гистогормоны, в отличие от истинных гормонов, обладают преимущественно местным действием (рис. 7.6).
Рис. 7.2. Схема гипоталамо-гипофизарной системы:
1 – нейросекреторные клетки медиобазального комплекса гипоталамуса, 2 – воронка III желудочка и гипофизарная ножка, 3 – задняя доля гипофиза; 4 – окончания аксонов нейронов переднего гипоталамуса, 5 – средняя доля гипофиза, 6 – молочные железы, 7 – канальцы почки, 8 – матка, 9 – щитовидная железа, 10 – половые железы, 11 – надпочечник, 12 – зона роста кости, 13 – вторичная капиллярная сеть гипофиза, 14 – передняя доля гипофиза, 15 – портальная вена гипофиза, 16 – капиллярная сеть гипоталамуса, 17 – гипоталамус, 18 – супраоптическое ядро, 19 – паравентрикулярное ядро, 20 – таламус, АКТГ – адрено-кортикотропный гормон, ЛГ - лютеинизирующий гормон, СТГ – соматотропный гормон
Гормоны реализуют свое влияние как непосредственно, так и опосредованно – через различные регуляторные образования (нервную систему, другие эндокринные структуры, межклеточные и внутриклеточные передатчики, генетический аппарат).
В настоящее время многие гормоны получены в чистом виде, а также путем химического синтеза (искусственно получено около 2000 химических соединений, близких по своей структуре к гормонам). В медицинской практике широко применяются препараты гормонов в лечебных целях.
Отличительной чертой гормонов является то, что они, секретируясь в небольших количествах (0,2–20 мг/сут), обладают высокой физиологической активностью (10 – 6–10 – 11 моль/л). Так, адреналин стимулирует работу изолированного сердца крысы уже в концентрации 10–9–10–8 моль/л перфузионного раствора, а 1г инсулина достаточно для снижения сахара в крови у сотни кроликов.
Выделяют четыре типа влияния гормонов на организм: метаболическое (действие на обмен веществ); морфогенетическое (стимуляция формообразовательных процессов, дифференцировки, роста, метаморфоза); кинетическое (включение определенной деятельности исполнительных органов); корригирующее (изменение интенсивности функций органов и тканей).
Несмотря на многообразие эффектов гормонов на различных уровнях организации организма, их действие обусловлено в первую очередь изменением метаболизма клетки, влиянием на клеточные и субклеточные структуры. Основными механизмами этого влияния являются: изменение проницаемости мембран клетки и органелл для ионов, субстратов, метаболитов и других регуляторных веществ; изменение функциональной активности ферментов (белков) путем их химической модификации; изменение количества ферментов в результате индукции или репрессии синтеза белка при воздействии на генетический аппарат клетки.
Гормоны транспортируются кровью не только в свободном состоянии (водорастворимые гормоны), но и в связанном виде: с белками плазмы или клетками крови. Существуют белки плазмы крови, связывающие только определенные гормоны (γ-глобулины, альбумины, трансферон), и другие белки, способные образовывать комплексы с различными гормонами. При этом активность действия гормона определяется не только концентрацией его в крови, но и скоростью его отщепления от транспортирующих структур.
Гормоны относительно быстро метаболизируются в тканях организма, в частности в печени, а также выводятся из него с мочой, потом, секретами пищеварительных желез: период полураспада инсулина и половых гормонов составляет 10 – 30 минут, глюко- и минералокортикоидов – 30 – 90 минут. Поэтому для обеспечения более длительного или непрерывного действия гормонов необходимо их постоянное выделение соответствующей железой.
По химическому строению гормоны делят на три группы:
1) стероидные (глюкокортикоиды – кортизол, кортизон; минералокортикоиды – альдостерон, дезоксикортикостерон; половые гормоны – андрогены, эстрогены, прогестерон);
2) белково-пептидные (либерины, статины; вазопрессин, окситоцин; адренокортикотропный гормон (АКТГ), тиреотропный гормон (ТТГ), фоликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), липотропный гормон (ЛТГ), меланоцитстимулирующий гормон (МСГ); инсулин, глюкагон, соматостатин; паратгормон; хорионический гонадотропин, плацентарный лактогенный гормон);
3) производные аминокислот (адреналин, норадреналин; мелатонин).
По месту образования и механизму действия различают следующие группы гормонов (см. рис. 7.1):
1) гормоны гипоталамуса: обладающие тропностью к клеткам аденогипофиза – тропного действия (либерины, статины, вазопрессин); обладающие непосредственным влиянием на органы и ткани – конечного действия (окситоцин, вазопрессин);
2) гормоны гипофиза: обладающие тропностью к периферическим эндокринным железам – тропного действия (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, ЛТГ); обладающие непосредственным влиянием на органы и ткани конечного действия (соматотропный гормон (СТГ), МСГ, окситоцин, вазопрессин);
3) гормоны периферических эндокринных желез (конечного действия):
оказывающие неспецифическое влияние на клетки, ткани, органы и их системы (тироксин, глюкокортикоиды и др.); оказывающие специфическое влияние на клетки-мишени (минералокортикоиды, андрогены, эстрогены, прогестерон, инсулин, глюкагон, паратгормон, тирекальцитонин и др.).
Интенсивность синтеза и выделения каждого гормона в данный момент регулируется в соответствии с величиной потребности организма в нем нервными и гуморальными (гормональными) механизмами.