Эндокриная система, спорт и двигательная активность

Содержание:

Эндокриная система, спорт и двигательная активность. Уильям Д. Кремер

• Что такое эндокринология

• Контроль секреции гормонов

• Спорт и эндокринная система

• Введение в эндокринологию спорта

• Классификация и синтез гормонов

• Регуляция секреции гормонов

• Транспорт гормонов в крови

• Выведение гормонов

• Механизм действия гормонов

• Гормональные рецепторы

• Тестирование с использованием физической нагрузки

• Определение (тесты и допинг-контроль) пептидных гормонов

• Количественный допинг-тест пептидных гормонов

• Хорионический гонадотропин: допинг-контроль, тесты

• Эритропоэтин: допинг-контроль, тесты

• Гормон роста: допинг-контроль, тесты

• Допинг-контроль: методы и тесты

• Допинг-контроль: количественный анализ

• Эндокринная регуляция репродуктивной системы

• Виды гормона роста и влияние физической нагрузки

• Передняя доля гипофиза

• Белки, связывающие соматотропный гормон

• Силовая тренировка: влияние на гормон роста

• Возраст и гормон роста

• Аэробные упражнения: влияние на гормон роста

• Проопиомеланокортин

• Инсулиноподобный фактор роста (научный обзор)

• Инсулиноподобный фактор роста и физическая нагрузка

• Механический фактор роста (научный обзор)

• Адреналин

• Надпочечники

• Пептид F

• Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система

• Кортизол

• Женская репродуктивная система

• Нарушение менструального цикла

• Оральные контрацептивы и спорт

• Ось гипоталамус-гипофиз-яички

• Адаптация мышц к физической нагрузке

• Силовые тренировки и тестостерон

• Эндорфины и кортизол

• Силовые тренировки и иммунитет

• Влияние инсулина на рост мышц

• Физиология восстановления костной ткани

• Влияние диеты и питания на гормон роста

• Влияние диеты и питания на инсулиноподобный фактор роста

• Влияние диеты и питания на тестостерон

• Влияние диеты и питания на кортизол

• Влияние диеты и питания на инсулин

• Влияние диеты и питания на состав тела

• Тренировки и адаптация в условиях гор

• Тренировки во время жары

• Тепловой баланс организма: термогенез, теплоотдача

• Тепловой стресс

• Аргининвазопрессин

• Тренировки в холодное время

• Тренировки в период полового созревания

• Эффекты и влияние тестостерона на организм

• Эффекты и влияние гормона роста на организм

• Перетренировка

• Соревнования и гормоны

В предлагаемом издании “Эндокринная система, спорт и двигательная активность” центром внимания стали железы внутренней секреции, продуцирующие гормоны, под влиянием и контролем которых находятся многие функции организма. Адаптация организма человека в ответ на спортивную тренировку сопровождается заметными изменениями функции эн-докринной системы. Редакторы и авторы-составители данного издания предоставили нам обширные и авторитетные сведения об этой сложнейшей системе. Я уверен, что эта книга на протяжении многих лет будет служить незаменимым справочным пособием для врачей, исследователей и студентов. Я очень рад поздравить редакторов и авторов-составите-лей этой книги с высоким уровнем выполненной ими работы и приветствовать ее выход.

Жак Рогге, Президент МОК

Предисловие

Для каждого из нас является честью внести свой важный вклад в область эндокринологии, и частности и эндокринологию спорта и двигательной активности. Нам посчастливилось привлечь к плодотворной работе над этой книгой группу исключительных ученых. Каждая глава написана одним или несколькими ведущими специалистами мирового уровня в этой cпeцифической области знаний. Их энтузиазм и увлеченность данным проектом и его значимостью отражаются в содержании каждой главы. Мы также выражаем признательность многим нашим известным коллегам, которые внесли весомый вклад в развитие этой области научных знаний, однако не смогли принять участия в написании книги.

Каждому автору было предложено разработать систему, которая охватила бы не только передний край существующих знаний, но и послужила отправной точкой для продолжения исследований. Эти одно на немногих изданий, представляющих исчерпывающий анализ данных но многим направлениям исследований эндокринологии спорта и двигательной активности. Важно понимать, что каждая из глав этой книги должна была стать не просто обширным обзором существующих литературных источников, а сформировать на основе рассматриваемого материала современную концептуальную систему знаний, полому мы не стремились охватить всю существующую литературу, но попытались предложить читателю перспективу современного состояния эндокринологии, которой смогли бы воспользоваться как специалисты, которые занимаются прикладными медицинскими исследованиями, так и те, кто посвятил себя исследованию фундаментальных научных проблем. Мы надеемся, что это издание наряду с использованием в образовательных целях послужит также стимулом для будущих исследований в области эндокринологии спорта и двигательной активности.

Уильям Дж. Кремер, Сторрс, Коннектикут Алан Д. Рогол, Шарлотсвиль, Вирджиния

От издательства

Двигательная активность и спорт являются неотъемлемом частью современной жизни человека. Двигательная активность — одна из основных детерминант здоровья, относящихся к образу жизни, способствует достижению и сохранению крепкого здоровья, высокой и устойчивой общей н специальном работоспособности, надежной резистентности и лабильном адаптации к изменяющимся и сложным условиям внешней среды обитания, помогает формированию и соблюдению полезного для здоровья рационально организованного режима трудовой и бытовой деятельности, обеспечивает необходимую и достаточную двигательную активность, а также активным отдых, т.е. рациональный двигательный режим. Занятия физической культурой обеспечивают формирование, развитие и закрепление жизненно важных умений, навыков, привычек личной гигиены, социальной коммуникабельности, организованности и содействуют соблюдению социальных норм поведения н обществе, дисциплине, активному противоборству с нежелательными привычками и вилами поведения.

Однако необходимо учитывать, что при неправильных подходах к использованию двигательной активности она может также оказывать негативное воздействие. В этом отношении в неоднозначной ситуации оказываются иногда спортсмены в связи с профессионализацией спорта, появлением новых технических злементов и даже новых видов спорта, требующих большого напряжения, вовлечением в спорт высоких достижений детей и подростков; расширением диапазона женских видов спорта за счет тех, которые считались исключительно мужскими. Все это превращает спорт в экстремальный фактор, требующий мобилизации функциональных резервов и компенсаторно-приспособительных механизмов, контролируемых нервной, эндокринной и иммунной системами. Двигательная активность подвергает механизмы поддержания нормального функционирования организма серьезной проверке. Для получения положительных результатов и исключения отрицательною влияния двигательной активности большое значение имеет глубокое знание всевозможных изменений в этих системах, индуцированных двигательной активностью. Согласованная активация регулирующих систем приводит к различным последствиям, включая изменения на физическом и поведенческом уровнях. Если реакции находятся в пределах адаптивного характера, в организме сохраняется гомеостаз. Такой ответ обусловлен изменениями в регулирующих системах, колеблющимися в нормальных пределах. Если нагрузка не адекватна, она вызывает неадекватные изменения. Результатом являются нарушения нейроэндокринном регуляции, приводящие к срыву адаптации и развитию различных заболеваний.

Эта книга дает читателю более полную картину многих ключевых направлений исследований, в частности данные, касающиеся эндокринных механизмов. В течение многих лет эндокринология спорта и двигательной активности существовала в виде составной части многих разделов физиологии и казалась лишенной непосредственного подтверждения собственного значения как самостоятельной научной дисциплины. Несмотря на то что в медицине эндокринология как отдельная отрасль знаний развивалась на протяжении многих десятилетий, в сфере двигательной активности и спорта она стала применяться недавно и ее внимание ограничивалось одним, самое большее несколькими гормонами. Благодаря неуклонному развитию Человеческого общества, быстрому прогреccy науки и техники, развитию биофизики, биохимии, физиологии и патологии, основанному на современных достижениях точных наук, стало возможным глубоко проникнуть в биологическую природу всего живого, в том числе изучить интимные механизмы регуляторном деятельности эндокринной системы.

Книга коллектива авторов “Эндокринная система, спорт и двигательная активность”, предлагаемая издательством Национального университета физического воспитания и спорта Украины “Олимпийская литература”, под общей редакцией Уильяма Дж. Кремера и Алана Д. Рогола в этом плане представляет особый интерес. Каждая глава книги написана одним или несколькими ведущими специалистами мирового уровня в этой специфической области знаний. Авторам удалось не только представить обширный обзор по проблеме эндокринология, двигательная активность и спорт как монолитный труд, но и сформулировать современные концептуальные системы знаний но определенным вопросам этого раздела науки.

Кинга начинается с общего обзора закономерностей и концепции эндокринологии. В первых главах представлена структура эндокринной системы, различные аспекты строения и функционирования желез внутренней секреции, механизмы и закономерности влияния гормонов. Показано, что эндокринная система имеет иерархическую организацию: гипоталамус I уровень контроля (гипоталамические гормоны); гипофиз II уровень контроля (цитокины и фактры роста), III уровень контроля (периферические гормоны). Механизмы, используемые эндокринной системой для регулирования биологических процессов в тканях-мишенях, характеризуются значительной сложностью п интегрированностью. С целью поддержания гомеостаза н условиях изменении внутренний н внешней среды для управления физиологическими процессами организм использует разнообразные внутриклеточные механизмы передачи сигналов. Наиболее важная роль принадлежит гормонам.

В книге рассмотрены подходы и технологии, которые и свете современных достижении пауки могут быть применены для интеграции тестирования с использованием физической нагрузки с новыми международными методами биологических исследований, что позволило по-новому взглянуть па механизмы развития заболеваний на системном и клеточном уровнях при чрезмерных физических нагрузках.

Представлен ряд современных приемов допинг-контроля, обладающих максимальной специфичностью и чувствительностью аналитических процедур. Данные тем более интересны, если учесть постоянное увеличение списка запрещенных субстанций.

Очень важными являются результаты обобщения данных о взаимосвязи репродуктивной функции и двигательной активности. В ситуациях, когда физические тренировки сочетаются с недостаточной энергетической ценностью рациона питания, снижением массы тела, нарушениями нормального режима питания и др., они могут способствовать замедлению роста, развития и полового созревания, нарушениям репродуктивной функции.

В свете современных представлений подробно изложены материалы, касающиеся секреции важнейших гормонов в ответ на двигательную активность: соматотронного, проониомеланокортина, инсулиноподобных факторов роста и др. Показаны особенности их секреции в зависимости от возраста, пола, уровня физической нагрузки и многих других факторов. Интересны данные о взаимоотношениях этих гормонов с глюкокортикоидами, кортикостероидами, половыми гормонами. Подробно освещено влияние продуцируемых надпочечниками гормонов на метаболизм жиров, белкой, углеводов в покое и при физической нагрузке. Показана тесная взаимосвязь с иммунной н нервной системами. Интересна перспектива использования показателен функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы как индикатора адекватности тренировочной нагрузки и эффективности адаптационных процессов с помощью проведения долгосрочного контроля функции этой системы в организме отдельных спортсменов.

В ряде глав отражены основы спортивной подготовки женщин и мужчин. Установлены факторы, приводящие к нарушениям к половой сфере у мужчин и женщин при чрезмерной двигательной активности. Показано негативное влияние при атом на сердечно-сосудистую, костно-мышечную и другие системы организма. Намечены пути устранения такого влияния. Достаточно полно рассмотрено действие контрацептивов на здоровье женщины и физическую работоспособность при занятиях спортом.

Во многих главах рассматриваются гормональные механизмы, опосредующие индуцированные физической нагрузкой адаптации; формирование реакции на стресс, обусловленный двигательной активностью. Обсуждается положение, какую величину физической нагрузки может выдержать организм без подавления активности иммунной системы и повышения восприимчивости к заболеваниям. Вероятнее всего, эта величина варьирует в зависимости от того, в какой степени организм подвергается воздействию других стрессовых факторов.

Отдельные главы посвящены особенностям эндокринной регуляции при двигательной активности и занятиях спортом в условиях гор, повышенных и пониженных температур, при различной влажности воздуха, различном питании.

Изучение эндокринной системы в приложении к двигательной активности и использование этих знаний позволяют лучше понять механизмы реализации стрессовых реакций в организме в период соревнований, при перетренировке, оптимизировать тренировочные программы с целью достижения более высоких спортивных результатов, способствовать нормальному развитию и сохранению здоровья спортсменов. Книга может быть использована как учебное пособие, представляющее теоретический и практический интерес для студентов, преподавателем вузов физического воспитания и спорта, медицинских вузов и биологических факультетом университетов, а также может служить справочным пособием дли тренеров, врачей и других специалистов, занимающихся проблемами эндокринологии.

Об авторах

Оскар Алказар — доктор философии, исследовательский отдел, Центр изучения диабета Джослин и кафедра медицины, Гарвардская школа медицины; Бостон, Массачусетс, США

Лоренс Армстронг — доктор философии, кафедра кинезиологии и физиологии-нейробиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, Коннектикут, США

Герхард Бауманн — доктор медицины, отдел эндокринологии, метаболизма и молекулярной медицины, Школа медицины Фейнберга Северо-Западного университета и Администрация по делам ветеранов Системы здравоохранения Чикаго; Чикаго, США

Бет Бейдлеман — доктор наук, Отдел биофизики и биомедицинского моделирования, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; Натик, Массачусетс, США

Шелендер Басин — доктор медицины, Школа медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Исследовательский центр репродуктивной биологии, отдел эндокринологии, метаболизма и молекулярной медицины, Университет медицины и науки Чарльза Р. Дрю; Лос-Анджелес, Калифорния, США

Мартин Бидлингмайер — доктор медицины, лаборатория нейроэндокринологии, Медицинская клиника, Инненштадт; Клиника университета Людвига-Максимилиана; Цимзенштрассе 1, 80336, Мюнхен, Германия

Роберт X. Боне — доктор философии, кафедра микробиологии и иммунологии, Школа медицины Государственного университета Пенсильвании; Херши, Пенсильвания, США

Джек А. Булант — доктор философии, кафедра физиологии и клеточной биологии, Школа медицины Государственного университета Огайо; Коламбус, Огайо, США

Пьер Булу — доктор медицины, Отдел медицины, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет, Камнус Роял Фри; ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Джил А. Буш - доктор философии, Лаборатория комплексной физиологии, Отдел здоровья и работоспособности человека, Университет Хьюстона; Хьюстон, TX 77204, США

Джон В. Кастелани — доктор философии, Отделение термической и горной медицины, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; ул. Канзас 42, Натик, МА 01760 - 5007, США

Ден М. Купер — доктор философии, Центр изучения оздоровительных эффектов двигательной активности у детей, отдел педиатрии; Медицинский колледж Ирвина; Калифорнийский университет, Ирвин, СА 92868, США

Росс К. Кунео — доктор философии, Отдел диабета и эндокринологии, Квинслендский университет, Госпиталь принцессы Александры; Брисбен 4120, Квинсленд, Австралия

Девид В. Дегрут — магистр естественных наук, Отделение термической и горной медицины, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США, ул. Канзас 42, Натик, МА 01760-5007, США

Майкл Р. Дешене — доктор философии, Отдел кинезиологии, Колледж Уильяма и Мэри; Вильямсбург, VA 23187-8795, США

Мари Жан Де Суз — доктор философии, Лаборатория двигательной активности и здоровья скелета женщин, факультет физического воспитания и здоровья, ул. Хардборд 52, Университет Торонто; Торонто, Онтарио, M5S 2W6, Канада

Кейихиро Дохи — доктор философии, Университет наук о здоровье и спорте Осаки, Асаширодаи, Куматори-Хо, Сеннан-ган; Осака, 590 — 0496, Япония

Алон Элиаким — доктор медицины, Медицинская школа Саклера, Тель-Авивский университет и Центр детского здоровья и спорта, отдел педиатрии; Главный госпиталь Мейра; Кфар-Саба 44281, Израиль

Карл Е. Фридл — доктор философии, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; улица Канзас 42, Натик, МА 01760-7007, США

Эндрю К. Фрай — доктор философии, Лаборатория биохимии физических упражнений, Рои Филд Хаус 135, Университет Мемфиса; Мемфис, TN 38152, США

Элен Л. Гликман — доктор философии, Школа двигательной активности, досуга и спорта, Государственный университет Кента; Кент, ОН 44513, США

Алан X. Голдфарб — доктор философии, Отдел наук о спорте и двигательной активности, Университет Гринсборо Северной Каролины; Гринсборо, NC 27402-6170, США

Джефри Голдспинк — доктор философии, Отдел хирургии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет; Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Лаура Дж. Гудъеар — доктор философии, Центр диабета Джослин; площадь Ван Джослин, Бостон, МА 02215, США

Скотт Е. Гордон — доктор философии, Лаборатория работоспособности человека, Университет Восточной Каролины; Гринвиль, NC 27858, США

Ричард Е. Гринделанд — доктор философии, Отдел наук о жизни, Исследовательский центр НАСА-Амес; Моффет Филд, СА 94035, США

Маджабин Хамид — доктор философии, Отдел хирургии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет, Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Хейнц В. Харбах — доктор медицины, Отдел анестезиологии, интенсивной медицины, терапии боли, Университетский госпиталь; Гиссен, ул. Рудоль-фа-Бухгайма 7, D 35385, Гиссен, Германия

Стефан Харридж — доктор философии, Отдел физиологии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет; Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Гюнтер Хемпельман — доктор медицины, Отдел анестезиологии, интенсивной медицины, терапии боли, Университетский госпиталь; Гиссен, ул. Рудольфа-Бухгайма 7, D 35385, Гиссен, Германия Ричард К. Хо — доктор философии, Исследовательское отделение, Центр диабета Джослин и Отдел медицины, Гарвардская медицинская школа; Бостон, МА 02215, США

Джей Р. Хофман — доктор философии, Отдел наук о здоровье и двигательной активности, Колледж Нью Джерси; Юинг, NJ 08628, США

Уесли К. Химер — доктор философии, Отдел биохимии и молекулярной биологии, Пенсильванский государственный университет; Упиверсити парк, РА 16802, США

Уоррик Дж. Индер — доктор медицины, Отдел медицины, Госпиталь Сент-Винсента, Мельбурнский университет; Фицрой, VIC 3065, Австралия

Дэниел А. Джуделсон — магистр гуманитарных наук, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269-1110, США

Фаузи Кади — доктор философии, Отдел физического воспитания и здоровья; Эребру, Швеция Майкл Кьер — доктор медицины, доктор философии, Университет Копенгагена, Исследовательский центр спортивной медицины, Госпиталь Биспебьерг; Биспебьерг Бакке 23, DK 2400, Копенгаген NV, Дания

Уильям Дж. Кремер — доктор философии, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269-1110, США

Анн Б. Луке — доктор философии, Отдел биологических паук, Университет Огайо, Ирвин Холл 053, Афины; ОН 45701, США

Керри Е. Махони — бакалавр естественных наук, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, СТ 06269—1110, США

Карл М. Мареш — доктор философии, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, СТ 06269-1110, США

Андреа М. Мастро — доктор философии, Отдел биохимии и молекулярной биологии; Саус Фрир Билдинг 431, Пенсильванский государственный университет, Университи парк, РА 16802, США

Роман Миузен — доктор философии, факультет физического воспитания и физиотерапии, Брюссельский университет Врие, Брюссель, 1050, Бельгия Мери П. Майлз — доктор философии, Отдел здоровья и развития человека, Государственный университет Монтаны; Бозман, МТ 59717, США

Ден Немет — доктор медицины, Медицинская школа Саклера, Тель-Авивский университет и Центр детского здоровья и спорта, отдел педиатрии; Главный госпиталь Мейра; Кфар-Саба 44281, Израиль

Бредли К. Ниндл — доктор философии, Отделение работоспособности военнослужащих, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; Натик, МА 59717, США

Чарльз Т. Робертс — доктор философии, Отдел педиатрии, Орегонский университет, Сем Джексон Парк Роад 3181 SW, Портланд, OR 2W6, Канада Керол Д. Роджерс — доктор философии, отдел физического воспитания и здоровья, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада и отдел физиологии, медицинский факультет, Университет Торонто, Онтарио, M5S 2W6, Канада

Джеймс Н. Реми — доктор философии, Отдел педиатрии, Отделение поведенческой медицины, Государственный университет штата Нью-Йорк в Буффало; 3435, Мейн Стрит, Буффало, NY 14214 — 3000, США

Алан Д. Рогол — доктор медицины, доктор философии, клиническая педиатрия, Университет Вирджинии; ODR Консалтинг, 685 Экснлорерс Роад, Шарлотсвиль, VA 22911—8441, США

Клиффорд Дж. Розен — доктор медицины, Центр исследований остеопороза и образовательной деятельности штата Мэн, Госпиталь Сент-Джозефа; Бродвей 900, Бангор, ME 04401, США

Вильгельм Шонцер — доктор философии, Институт биохимии, Кельнский спортивный университет; Карл-Дием Вег б, 50933, Кельи, Германия Мэтью Дж. Шарман — магистр естественных наук, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии; 2095 Хиллсайд роад, Модуль 110, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269—1110, США

Жанет Е. Стааб — бакалавр, Отделение термической и горной медицины, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; улица Канзас 42, Натик, МА 01760-5007, США

Кристиан Дж. Страсбургер — доктор медицины, Отделение эндокринологии, отдел медицины внутренних органов; Чарите —, Кампус Митте, Шу-манстрассе 20/21, 10117 Берлин, Германия

Юрген М. Стейнакер — доктор медицины, доктор философии, Секция спорта и реабилитационной медицины, Университет Ульма; 89070 Ульм, Германия

Марио Тевис - доктор философии, Институт биохимии, Кельнский спортивный университет; Карл-Дием Вег 6, 50933, Кельн, Германия

Н. Тревис Триплет — доктор философии, Отдел наук о здоровье, досуге и двигательной активности, Аппалачский государственный университет; Бун, NC 28608, США

Джаси Л. Ванхест - доктор философии, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269—1110, США и адыонкт отдела физического воспитания и здоровья, Университет Торонто; Торонто, Онтарио, M5S 2W6, Канада

Иоганнес Д. Велдгуис — доктор медицины, Отдел эндокринологии и метаболизма, Отдел медицины внутренних органов, Медицинская школа Майо, Главный центр клинических исследований, Клиника Майо; Рочестер, MN 55905, США Атко Виру — доктор естественных паук, доктор философии, Институт спортивной биологии, Университет Тарту; Юликооли, 18, Тарту 51014, Эстония Мехис Виру - доктор философии, Институт спортивной биологии, Университет Тарту; Юликооли, 18, Тарту 51014, Эстония

Джефф С. Волек — доктор философии, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, СТ 06269-1110, США

Дженифер Д. Уоллес — доктор философии, доктор медицины, Центр метаболических исследований, отдел медицины, Квинслендский университет, Госпиталь принцессы Александры; Брисбен 4120, Квинсленд, Австралия

Артур Л. Велтман — доктор философии, Отдел сферы обслуживания, Отдел медицины, Главный центр клинических исследований и лаборатория спортивной физиологии, Университет Вирджинии; Шарлотсвиль, VA 22908, США

Джуди Велтман — магистр естественных наук, Главный центр клинических исследований, Университет Вирджинии; Шарлотсвиль, VA 22908, США Лаури Видеман — доктор философии, Отдел наук о спорте и двигательной активности, Университет Гринсборо Северной Каролины; Гринсборо, NC 27402-6170, США

Ненси Вильямс - доктор паук, Исследовательский центр физиологии и отдел кинезиологии Нолла, Лаборатория Нолла 108, Университет штата Пенсильвания; Университи Парк, РА 16802, США

Гари А. Виттерт — доктор медицины, Отдел медицины, Королевский госпиталь Аделаиды, Университет Аделаиды; Аделаида, SA 5000, Австралия Зида By — доктор медицины, Отделение эндокринологии, отдел медицины внутренних органов, Чарите — Кампус Митте; Шуманстрассе 20/21, 10117 Берлин, Германия

Ши Ю Янг — доктор философии, магистр ветеринарных наук, Отдел хирургии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет, Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Что такое эндокринология Что такое эндокринология?

Эндокринология — наука о межклеточном и внутриклеточном обмене информацией. В соответствии с классическим определением Бейлисса и Старлинга, которое было дано более 100 лет назад, в организме происходит секреция химического вещества (гормона, от греческого слова hormaein, стимулировать, побуждать к действию) в систему кровообращения с целью воздействия на отдаленные его части (целевой орган). В то время еще ничего не было известно о рецепторах гормонов. Предложенная гипотеза, по мнению авторов, должна была описать действие секретина — химического вещества, выделяемого небольшой железой в кровеносное русло для стимуляции секреции экзокрина панкреатической железой (Bayliss, Starling, 1902).

Некоторые гормоны эндокринной системы и их действие

Эндокринная железа	Гормон	Основное действие
Семенники	Тестостерон	Стимулирует развитие и обеспечивает сохранение мужских половых признаков, рост и анаболизм белков
Яичники	Эстрогены	Формирует вторичные женские половые признаки и эпифиз длинных костей
	Прогестерон	Формирует женские половые признаки; необходим для нормального протекания беременности; формирует молочные железы
Передняя доля гипофиза	Гормон роста, или соматотропин, соматотропный гормон (СТГ)	Стимулирует синтез ростовых факторов ИФР-I и ИФР-II; стимулирует синтез белка; необходим для нормального протекания процессов роста и промежуточного метаболизма
	Адренокортикотропный гормон (АКТГ), или кортикотропин	Стимулирует выделение глюкокортикоидов корой надпочечников
	Тиреотропный гормон (ТП'), или тиреотропин	Стимулирует синтез и выделение гормонов щитовидной железой
	Фолликулостимулирующий гормон (ФЛГ), или фолликулотропин	Стимулирует рост фолликулов в яичниках; семенных канальцев в семенниках и продукцию спермы
	Лютеинизирующий гормон (ЛГ), или лютропин	Стимулирует овуляцию, а также образование и секрецию половых гормонов в яичниках и семенниках
	Пролактин	Стимулирует образование молока в молочных железах
Задняя доля гипофиза	Антидиуретический гормон (АДГ)	Увеличивает обратную абсорбцию воды в почках и стимулирует сокращение гладкой мускулатуры
	Окситоцин	Стимулирует сокращение матки и выделение молока молочными железами
Кора надпочечников, адреналовая кора	Глюкокортикоиды	Ингибируют или замедляют включение аминокислот в состав белков (кортизол); стимулируют превращение белков в углеводы (глюконеогенез); способствуют поддержанию нормального уровня сахара в крови, сохранению глюкозы, использованию жира в обменных процессах
	Минералкортикоиды (альдостерон, дезоксикортикостерон и др.)	Регулируют натрий-калиевый обмен, способствуют удержанию воды в организме
Мозговое вещество надпочечников	Адреналин	Повышает сердечный выброс; кровеснабжение скелетных мышц и сердца; выделяет глюкозу в кровь, расщепляет гликоген и мобилизует жиры
	Норадреналин	Подобен адреналину; кроме того, способствует сужению кровеносных сосудов
	Проэнкефалины (например, пептиды F, E)	Стимулирует иммунную систему
Щитовидная железа	Тироксин	Стимулирует окислительные процессы в митохондриях и рост клеток
	Кальцитонин	Снижает содержание кальция в крови, подавляет активность остеокластов
Сердце (кардиоциты)	Атриальный натрийуретический фактор (АНФ)	Способствует выделению из организма натрия и воды; обеспечивает гомеостаз давления и объема крови, противодействует влиянию системы ренин—ангиотензин
Поджелудочная железа	Инсулин	Стимулирует поглощение глюкозы и ее накопление в виде гликогена
	Глюкагон	Увеличивает содержание глюкозы в крови
Паращитовидные(околощитовидные) железы	Паратиреоидный гормон (паратгормон, паратиреондин)	Повышает содержание кальция и снижает содержание фосфата в крови
Кожа	Витамин D	Образует витамин D из 7-дегидрохолестерина при действии солнечных лучей
Жировая ткань	Лептин	Регулирует аппетит и образование энергии

Первоначально считалось, что все гормоны образуются в специализированных железах, например в щитовидной, надпочечниках или железах внутренней секреции, с целью последующего их воздействия на один или несколько органов-мишеней как средство регуляции гомеостаза различных метаболических процессов (механизмы биохимического контроля) — образования генов; биосинтеза и ферментативного катализа; изменений, превращений и разрушения биологических соединений; биохимического опосредования действия и взаимодействия этих соединений, а также как средство получения, накопления и использования накопленной энергии. Впоследствии были сформулированы фундаментальные концепции, которые описывали многие формы межклеточной (и даже внутриклеточной) передачи информации у растений и животных. Гормоны представлены различными классами биологических молекул. Сегодня уже известно, что практически все ткани и клетки организма либо продуцируют гормоны, либо являются чувствительными к ним. Такая система гормональной регуляции, которая функционирует в тесной взаимосвязи с нервной и иммунной системами, предоставляет тканям и органам суммарную информацию о внешних условиях, необходимую для поддержания метаболического гомеостаза. Эти фундаментальные представления получили значительное развитие благодаря достижениям клеточной биологии, молекулярной биологии и генетики, позволяющим объяснить процессы синтеза гормонов, их воздействия и возможной интеграции, однако основа представлений об эндокринной системе осталась прежней — взаимодействие разнообразных систем и обеспечение клеточного и метаболического гомеостаза.

В классических исследованиях гормоны определяли на основании принципа удаления—замещения. У нормальных животных удаляли эндокринные железы, удаленные ткани растирали и экстрагировали активные вещества. Восстановление функций, утраченных после удаления железы, происходит при введении экспериментальному животному экстракта; так были открыты многие гормоны. Более 150 лет назад Бертольд получил результаты, подтверждающие концепцию гормональной регуляции, продемонстрировав возобновление роста бородки и гребня у кастрированных петухов после обратной имплантации семенников в полость тела (Бертольд, 1849). Поскольку трансплантат был эктопическим и лишенным иннервации, ученый заключил, что яички выделяют продукт, который контролирует развитие (и сохранение) вторичных половых признаков. Концепция гомеостаза была сформулирована Клодом Бернаром, который показал, что печень способна выделять глюкозу в кровь:

“Постоянство внутренней среды является условием независимого существования живого... Столь далеко от высших животных, нечувствительных к изменениям окружающей среды, и в отличие от них, она существует в точном и осведомленном взаимоотношении со своим окружением таким образом, что ее равновесие поддерживается благодаря постоянной и тонкой компенсации, установившейся как бы с помощью самых чувствительных весов” (Bernard, 1957).

Об этих результатах Бернара было известно Бейлиссу и Старлингу, когда они выдвинули гипотезу, объясняющую действие секретина, и впервые использовали слово гормон. Позднее Вальтер Кеннон обратил внимание на то, что достичь постоянства внутренней среды можно только посредством совместного осуществления максимально скоординированных физиологических процессов, которые он назвал гомеостатическими (Cannon, 1939).

Гормоны, выделяемые эндокринными железами, могут сразу обладать полной активностью, как кортизол, а могут нуждаться для своей активации в последующей модификации, например превращение тетрайодтиронина (тироксина Т4) в трийодтиронин (Т3) специфической дейодиназой, тестостерона в дигидротестостером (ДГТ) 5-а редуктазой и витамина D, в 1,25-дигидроксивитамина D двумя различными гидроксилазами. Изменения с помощью фосфорилирования, сульфатирования или присоединения липидной цели могут потребоваться, чтобы гормон стал растворимым а той среде, где ом находится.

Поскольку гормоны обладают способностью оказывать дистанционное воздействие, в процессе эволюции возникли специальные транспортные системы. Некоторые стероидные гормоны имеют специфические связывающие белки, которые обеспечивают их растворимость в водной среде (половой гормон связывается с гормонсвязывающим глобулином и альбумином). Существует обширная группа белков, связывающих инсулиноподобные факторы роста (insulin-like growth factor binding proteins, IGFBP), которые переносят ИФР-1 и ИФР-11 к местам их действия, продлевают время их существования и подавляют их влияние как гипогликемических факторов (LeRoltch, 2003).

Скорость секреции большинства гормонов не постоянна. Их концентрация в кровяном русле также величина не постоянная, что может быть обусловлено как прерывистым характером секреции, так и изменениями в характере обменных процессов (выведение). Так, концентрация инсулина в крови крайне не постоянна, она варьирует ежеминутно в зависимости от времени приема и состава пищи, отклоняясь от среднего уровня, который, как правило, определяется соотношением мышечной массы и жировой ткани в организме и локализацией жировой ткани в нем (висцеральная или подкожная). Уровень гормона роста изменяется волнообразно в течение дня в зависимости от особенностей питания и сна Содержание гормонов из группы гонадотропинов, а именно лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), а также половых стероидных гормонов — эстрогена и прогестерона — подвергается циклическим изменениям на протяжении менструального цикла, продолжительность которого составляет около 28 дней; кроме того, уровень ЛГ подвергается ритмическим колебаниям с интервалом I — 2 ч в течение суток. Содержание адренокортикотропного гормона (АКТГ) и кортизола также обычно подвержено циклическим колебаниям в течение дня (высокий уровень в утренние часы и низкие уровни вечером и ночью) у тех, кто спит в ночное время. Нарушение этих ритмов может привести к бесплодию или нарушениям менструального цикла.