25

Гормоны общее понятие о гормонах

Учение о гормонах выделено в самостоятельную науку — эндокринологию. Современная эндокринология изучает химическую структуру гормонов, образующихся в железах внутренней секреции, зависимость между структурой и функцией гормонов, механизмы действия, физиологию и патологию эндокринной системы.

Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяющим в известной степени состояние физиологических функций целостного организма, макро- и микроструктуру органов и тканей и скорость протекания биохимических процессов. Таким образом, гормоны — вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции.

Одной из удивительных особенностей живых организмов является их способность сохранять постоянство гомеостаза при помощи механизмов саморегуляции, в осуществлении (координации) которых одно из главных мест принадлежит гормонам. У высших животных координированное протекание всех биологических процессов не только в целостном организме, но и в микропространстве отдельной клетки и даже в отдельном субклеточном образовании (митохондрии, микросомы) определяется нейрогуморальными механизмами, сложившимися в процессе эволюции. При помощи этих механизмов организм воспринимает разнообразные воздействия внешней и внутренней среды, тонко регулируя интенсивность процессов обмена. В регуляции этих процессов, в осуществлении последовательности протекания множества реакций гормоны занимают промежуточное место между нервной системой и действием ферментов, а, как известно, регуляция обмена веществ реализуется путем изменения скорости ферментативных реакций. Скорость химических реакций зависит в свою очередь от каталитической активности ферментов. Сейчас получены доказательства, что стероидные гормоны оказывают влияние на генетический аппарат клетки, вызывая синтез соответствующей мРНК, которая, поступив в рибосому, служит матрицей для синтеза- молекулы фермента. Предполагается, что и другие гормоны (белковой природы) опосредованно через фосфорилирование негистоновых белков могут оказывать влияние на гены, контролируя тем самым скорость синтеза соответствующих ферментов. Таким образом, любые нарушения синтеза или распада гормонов, вызванные разнообразными причинными факторами, включая заболевания эндокринных желез (состояния гипо- или гиперфункции), приводят к изменению нормального синтеза ферментов и соответственно к нарушению метаболизма.

В настоящее время имеются бесспорные доказательства, что почти все заболевания желез внутренней секреции (тиреотоксикоз, сахарный диабет и др.) развиваются как результат нарушения молекулярных механизмов регуляции процессов обмена, вызванных недостаточным или, наоборот, избыточным синтезом соответствующих гормонов в организме человека.

Термин «гормон» (от греч. hormao — возбуждаю, побуждаю) был введен в 1905 г. Бейлисом и Старлингом при изучении гормона секретина, вырабатывающегося в двенадцатиперстной кишке и стимулирующего выработку сока поджелудочной железы и отделение желчи. К настоящему времени открыто более 60 различных веществ, наделенных гормональной активностью, синтезирующихся в железах внутренней секреции и регулирующих процессы обмена веществ.

Специфические особенности биологического действия гормонов можно выразить тремя положениями:

а) гормоны оказывают биологическое действие в ничтожно малых концентрациях от (10^-9 до 10^-12 г);

б) действие гормонов в целостном организме определяется в известной степени контролирующим влиянием центральной нервной системы;

в) железы внутренней секреции и продуцируемые ими гормоны составляют единую систему, тесно связанную при помощи механизмов прямой и обратной связи.

Показано, что под влиянием разнообразных внешних и внутренних раздражителей возникают импульсы в специализированных образованиях, называемых рецепторами, весьма чувствительных к минимальным раздражениям. Импульсы затем поступают в ЦНС, оттуда — в гипоталамус, где синтезируются первые биологически активные гормональные вещества, обладающие «дистантным» действием и называемые рилизинг-факторами. Особенностью рилизинг-факторов является то, что они не поступают в общий ток крови, а через портальную систему сосудов достигают специфических клеток гипофиза, оказывая стимулирующее (или тормозящее) действие на биосинтез и выделение тропных гормонов гипофиза, которые с током крови приносятся в соответствующую эндокринную железу, стимулируя выработку необходимого гормона. Этот гормон затем оказывает действие на органы и ткани, вызывая соответствующие химические и физиологические ответные реакции целостного организма. Наименее изучен последний этап этой своеобразной дуги, в частности действие гормонов на химию тканей. Вероятнее всего, это действие осуществляется через так называемые гормональные рецепторы, под которыми понимаются химические структуры соответствующих тканей-мишеней, содержащие высокоспецифические места для связывания гормональных соединений; результатом подобного связывания является инициация рецепторами специфических биохимических реакций, обеспечивающих реализацию конечного эффекта соответствующего гормона.

Как теперь установлено, рецепторы гормонов белковой и пептидной природы расположены на наружной поверхности клетки (на плазматической мембране), в то время как рецепторы гормонов стероидной природы локализованы в цитоплазме и ядре. Общим признаком всех рецепторов независимо от локализации является наличие строгого пространственного и структурного соответствия рецептора со специфическим гормоном.

Помимо прямой связи, в эндокринной системе существует и обратная связь. В частности, повышенное количество тироксина (гормон щитовидной железы) рефлекторно вызывает торможение синтеза соответствующего рилизинг-фактора в ги­поталамусе, что приводит к прекращению образования тиреотропина в гипофизе и соответственно восстановлению физиологического уровня концентрации тироксина в организме.