3.2. Характеристика гормональной регуляции

У рефлекторной реакции может быть гормо­нальное звено, что характерно для регуляции работы внутренних органов (вегетативных функций) в отличие от соматических, реф­лекторная регуляция которых осуществляет­ся только нервным путем (деятельность опорно-двигательного аппарата). Если вклю­чается гормональное звено, то это осущест­вляется за счет дополнительной выработки биологически активных веществ. Например, при действии на экстерорецепторы сильных раздражителей (холод, жара, болевой раздра­житель) возникает мощный поток афферент­ных импульсов, поступающих в ЦНС, при этом в кровь выбрасывается дополнительное количество адреналина и гормонов коры над­почечников, играющих адаптивную (защит­ную) роль.

Гормоны — биологически активные веще­ства, вырабатываемые эндокринными желе­зами или специализированными клетками, находящимися в различных органах (напри­мер, в поджелудочной железе, желудочно-ки­шечном тракте). Гормоны вырабатываются также нервными клетками — это нейрогор-моны, например гормоны гипоталамуса (ли-берины и статины), регулирующие функцию гипофиза (схема 3.1). Биологически актив­ные вещества вырабатываются также неспе-

33

анализированными клетками — это тканевые гормоны (паракринные гормоны, гормоны местного действия, паракринные факторы — парагормоны). Примером парагормонов яв­ляются гистамин, атриопептид, вырабатывае­мый миоцитами предсердий. Действие гор­монов или парагормонов непосредственно на соседние клетки, минуя кровь, называют паракринным.

По месту действия на органы-мишени или на другие эндокринные железы гормоны делят на две группы: 1) эффекторные гормо­ны, действующие на клетки-эффекторы (на­пример, инсулин, регулирующий обмен ве­ществ в организме, увеличивает синтез гли­когена в клетках печени, увеличивает транс­порт глюкозы и других веществ через клеточ­ную мембрану, повышает интенсивность синтеза белка); 2) тропные гормоны (тропи-

ны), действующие на другие эндокринные железы и регулирующие их функции: напри­мер, адренокортикотропный гормон гипофи­за — кортикотропин (АКЛТ) регулирует вы­работку гормонов корой надпочечников.

А. Виды влияний гормонов. Гормоны ока­зывают два вида влияний на органы, ткани и системы организма: функциональное (играют весьма важную роль в регуляции функций организма) и морфогенетическое — обеспе­чивают морфогенез (рост, физическое, поло­вое и умственное развитие; например, при недостатке тироксина страдает развитие

цнс.

1. Функциональное влияние гормонов быва­ет трех видов: пусковым, модулирующим и пермиссивным. Пусковое влияние — это спо­собность гормона запускать деятельность эф­фектора. Например, адреналин запускает

34

распад гликогена в печени и выход глюкозы в кровь, вазопрессин (антидиуретический гор­мон — АДГ) включает реабсорбцию воды из собирательных трубок нефрона в интерсти-ций почки. Модулирующее влияние — измене­ние интенсивности протекания биохимичес­ких процессов в органах и тканях. Например, активация тироксином окислительных про­цессов, которые могут проходить и без него; стимуляция адреналином деятельности серд­ца, которая проходит и без адреналина. Мо­дулирующим влиянием гормонов является также изменение чувствительности ткани к действию других гормонов. Например, фол­ликулин усиливает действие прогестерона на слизистую оболочку матки, тиреоидные гор­моны усиливают эффекты катехоламинов. Пермиссивное влияние — способность одного гормона обеспечивать реализацию эффекта другого гормона. Например, инсулин необхо­дим для проявления действия соматотропно-го гормона, фоллитропин — для реализации эффекта лютропина.

2, Морфогенетическое влияние гормонов (на рост, физическое и половое развитие) по­дробно изучается другими дисциплинами (гистология, биохимия) и лишь частично — в курсе физиологии (см. раздел 10). Оба вида влияний гормонов (морфогенетическое и функциональное) реализуются с помощью метаболических процессов, запускаемых по­средством клеточных ферментных систем.

Б. Механизм действия различных гормо­нов. Известны положения Эрлиха (1911, 1913): «вещества не действуют, не будучи связанными» и «замок и ключ». Роль замка выполняют рецепторы, расположенные на клетках, роль ключа — лиганд (гормон, меди­атор, фармакологический препарат). Для всех гормонов на клетках-мишенях имеется рецептор, выполняющий функцию распозна­вания гормона (рецептор узнавания). Влия­ние любого гормона на клетку-мишень начи­нается со взаимодействия с рецептором узна­вания. Далее реализация эффекта зависит от природы гормона. Имеется два основных ва­рианта. Если клеточная мембрана непрони­цаема для гормона, то эффекторные рецепто­ры расположены на ее поверхности (белково-полипептидные и аминокислотные гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной же­лезы, мозгового слоя надпочечников водо­растворимы, но нерастворимы в липидах). Если клеточная мембрана проницаема для гормона, то эффекторные рецепторы для этих гормонов расположены в основном в цитоплазме (стероидные гормоны: кортикои-ды и половые гормоны — растворимы в ли-

пидах). Гормоны щитовидной железы могут проникать в клетку, но только в комплексе со специальным белком плазмы крови, по­средством эндоцитоза. Их рецепторы распо­ложены как на поверхности клеточной мем­браны, так и в цитоплазме.

Гормонрецепторный комплекс белково-пептидных гормонов и производных амино­кислот активирует мембранные ферменты, что ведет к образованию вторых посредни­ков, реализующих свое действие в цитоплаз­ме и ядре клетки. Основными из них являют­ся: 1) аденилатциклаза — циклический аде-нозинмонофосфат (цАМФ); 2) гуанилатцик-лаза — циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ); 3) фосфолипаза С — инозитолтри-фосфат (ИФ₃); 4) ионизированный каль­ций — кальмодулин (белок немышечных кле­ток) или тропонин-С (в мышечных клетках). Гормонрецепторный комплекс, образуемый в цитоплазме стероидными гормонами и гор­монами щитовидной железы, проникающи­ми в клетку, поступает в клеточное ядро и другие органеллы клетки, где происходит со­единение его с другим рецептором, после чего реализуется влияние данного гормона на клетку. Своеобразными вторыми посредни­ками этих гормонов являются различные виды РНК. Часть эффектов стероидных гор­монов, как и гормонов щитовидной железы, реализуется посредством рецепторов, распо­ложенных на клеточной мембране, и вторых посредников, как и у белково-пептидных гормонов.

Прекращение действия гормонов осущест­вляется с помощью тканевых ферментов и ферментов самих эндокринных желез, пече­ни, почек. Многие продукты расщепления гормонов также активны и вызывают иногда сходные эффекты. Продукты распада гормо­нов выводятся главным образом почками, а также железами — слюнными, желудочно-кишечного тракта, потовыми и с желчью.

В. Регуляция выработки гормонов. В желе­зах внутренней секреции иннервированы, как правило, только сосуды. Выработка гор­монов регулируется метаболитами, гормона­ми гипофиза и другими гормонами. Напри­мер, ангиотензин-П стимулирует секрецию альдостерона. Соматостатин, кроме гипофи­за, вырабатывается в поджелудочной железе, где он подавляет секрецию инсулина и глю-кагона. Функция гипофиза регулируется в свою очередь гормонами гипоталамуса — нейрогормонами. Для некоторых эндокрин­ных желез основным механизмом является местная саморегуляция. Так, секреция инсу­лина и глюкагона клетками островков Лан-

35

герганса регулируется уровнем глюкозы в крови. Если концентрация глюкозы в крови высока, то по принципу обратной отрица­тельной связи стимулируется выработка ин­сулина, который снижает концентрацию глюкозы в крови с помощью увеличения ути­лизации ее клетками организма и увеличения отложения в виде гликогена в клетках пече­ни, в результате чего снижается (нормализу­ется) концентрация глюкозы в крови. В слу­чае снижения концентрации глюкозы в кро­ви выработка инсулина уменьшается, выра­ботка глюкагона клетками островков Лангер-ганса возрастает (глюкагон увеличивает пре­образование гликогена печени в глюкозу и выход ее в кровь). Секреция кальцийрегули-рующих гормонов (паратирин и кальцито-нин) также регулируется по принципу обрат­ной отрицательной связи — концентрацией кальция в крови. Общую схему регуляции выработки гормонов см. на рис. 3.3.