Вопрос 2

Гормо́ны (др.-греч. ὁρμάω — возбуждаю, побуждаю) — биологически активные вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желёз внутренней секреции, поступающие в кровь, связывающиеся с рецепторами клеток-мишеней и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ ифизиологические функции. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в различных органах и системах.

Когда гормон, находящийся в крови, достигает клетки-мишени, он вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами; рецепторы «считывают послание» организма, и в клетке начинают происходить определенные перемены. Каждому конкретному гормону соответствуют исключительно «свои» рецепторы, находящиеся в конкретных органах и тканях — только при взаимодействии гормона с ними образуется гормон-рецепторный комплекс.

Механизмы действия гормонов могут быть разными. Одну из групп составляют гормоны, которые соединяются с рецепторами, находящимися внутри клеток — как правило, в цитоплазме. К ним относятся гормоны с липофильными свойствами — например, стероидные гормоны (половые, глюко- и минералокортикоиды), а также гормоны щитовидной железы. Будучи жирорастворимыми, эти гормоны легко проникают через клеточную мембрану и начинают взаимодействовать с рецепторами в цитоплазме или ядре. Они слаборастворимы в воде, при транспорте по крови связываются с белками-носителями.

Считается, что в этой группе гормонов гормон-рецепторный комплекс выполняет роль своеобразного внутриклеточного реле — образовавшись в клетке, он начинает взаимодействовать с хроматином, который находится в клеточных ядрах и состоит из ДНК и белка, и тем самым ускоряет или замедляет работу тех или иных генов. Избирательно влияя на конкретный ген, гормон изменяет концентрацию соответствующей РНК и белка, и вместе с тем корректирует процессы метаболизма.

Биологический результат действия каждого гормона весьма специфичен. Хотя в клетке-мишени гормоны изменяют обычно менее 1 % белков и РНК, этого оказывается вполне достаточно для получения соответствующего физиологического эффекта.

Большинство других гормонов характеризуются тремя особенностями:

они растворяются в воде;

не связываются с белками-носителями;

начинают гормональный процесс, как только соединяются с рецептором, который может находиться в ядре клетки, ее цитоплазме или располагаться на поверхности плазматической мембраны.

В механизме действия гормон-рецепторного комплекса таких гормонов обязательно участвуют посредники, которые индуцируют ответ клетки. Наиболее важные из таких посредников — цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), инозитолтрифосфат, ионы кальция.

Так, в среде, лишенной ионов кальция, или в клетках с недостаточным их количеством действие многих гормонов ослабляется; при применении веществ, увеличивающих внутриклеточную концентрацию кальция, возникают эффекты, идентичные воздействию некоторых гормонов.

Участие ионов кальция как посредника обеспечивает воздействие на клетки таких гормонов, как вазопрессин и катехоламины.

Выполнив свою задачу, гормоны либо расщепляются в клетках-мишенях или в крови, либо транспортируются в печень, где расщепляются, либо, наконец, удаляются из организма в основном с мочой (например, адреналин).

Основные функции гормонов

В организме гормоны выполняют следующие известные важные функции:

Делают возможным и обеспечивают физическое, умственное и половое развитие. Например, при недостатке гормона щитовидной железы тироксина в эмбриональный период (при дефиците йода в организме матери) развивается заболевание кретинизм. У кретина страдает умственное, половое и физическое развитие. При избытке или недостатке гормона гипофиза соматотропина развивается гигантизм либо карликовость, т.е. страдает физическое развитие. При недостатке мужского полового гормона тестестерона в эмбриональный период, из развивающейся по генотипу мужской особи формируется особь со вторичными половыми признаками по женскому типу. 

 Гормоны обеспечивают адаптацию организма к изменяющимся условиям. Например, при стрессе, выделяется мозговым слоем надпочечников гормон адреналин, изменяющий функции организма к новым условиям — увеличивается сила и частота сердечных сокращений, дыхательных движений, происходит перераспределение крови от внутренних органов и кожи к мышцам и головному мозгу, увеличивается образование глюкозы и т. д.

Гормоны обеспечивают поддержание постоянства внутренней среды организма - гомеостаза. Например, целых три гормона поддерживают постоянным количество кальция в организме. При усиление выработки кальцитонина - гормона паращитовидной железы развивается заболевание, на ранних стадиях которого резко возрастает подвижность суставов (больные могут принимать неестественные позы, закладывать ногу за голову, скручиваться спиралью). В силу повышенной выработки кальцитонина происходит «вымывание» кальция из костей. Теряя кальций, кости становятся вначале гибкими, потом непрочными, ломкими, возникают множественные переломы.

По мнению ученых, гормоны выполняют роль сигнальных веществ. С их помощью клетки устанавливают связи между органами и тканями, обмениваются необходимой информацией. Результаты исследования позволяют сформулировать по существу новую теорию. Суть ее в том, что гормональная функция является не специфической, а универсальной.

Существуют различные способы эндогенной регуляции секреции гормонов.

1. Гормональная регуляция. В гипоталамусе вырабатываются 6 либеринов и 3 статина (кортиколиберин, тиролиберин, гонадолиберина, меланолиберин, пролактолиберин, соматолиберина, соматостатин, меланостатин, пролактостатин), что через портальную систему гипофиза с гипоталамусом попадают в аденогипофиз и усиливают (либерины) или тормозящие (статины) продукцию соответствующих гормонов. Гормоны аденогипофиза — АКТГ, ЛГ, СТГ, ТТГ — в свою очередь вызывают изменения продукции гормонов. Например, ТТГ повышает продукцию тиреоидных гормонов. В эпифизе вырабатывается мелатонин, модулирующего функцию надпочечников, щитовидной железы, половых желез.

2. Регуляция продукции гормона по типу обратной отрицательной связи.Продукция тиреоидных гормонов щитовидной железы регулируется тиролиберин гипоталамуса, который влияет на аденогипофиз, продуцирующий ТТГ, повышает продукцию тиреоидных гормонов. Выйдя в кровь, Т3 и Т4 воздействуют на гипоталамус и аденогипофиз и тормозят (если уровень тиреоидных гормонов высокий) продукцию тиролиберин и ТТГ. Существует и вариант положительной обратной связи: например, повышение продукции эстрогенов вызывает рост продукции ЛГ в гипофизе. В целом принцип обратной связи получил название принцип «плюс-минус-взаимодействие» (по М. М. Завадский).

3. Регуляция с участием структур ЦНС. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы вызывают изменения в продукции гормонов. Например, при активации симпатической нервной системы повышается продукция адреналина в мозговом слое надпочечников. Структуры гипоталамуса (и все, что влияет на них) вызывают изменение в продукции гормонов. Например, активность супрахиазматического ядра гипоталамуса вместе с активностью эпифиза обеспечивают существование биологических часов, в том числе — для гормональной секреции. Например, известно, что продукция АКТГ максимальна в период с 6 до 8 часов. и минимальная в вечерние часы — с 19 до 2-3 часов. Эмоциональные, психические воздействия через структуры лимбической системы, через гипоталамические образования способны существенно влиять на деятельность клеток, продуцирующих гормоны