Гормоны - это биологически активные вещества (БАВ), которые выделяются эндокринными железами (ЭЖ) и действуют только на определенные клетки, которые имеют рецепторы для них. Эти клетки называются клетками-мишенями. Чтобы запустить специализированный гормональный механизм, необходимо связать гормоны с нужными рецепторами, приспособленными для конкретного физиологически активного вещества.
История открытия гормонов
Исследование эндокринных желез и их функции в 1855 году начал британский врач Т. Аддисон. Он первым выяснил причины редкого эндокринного заболевания – гипокортицизма. Еще одним основателем эндокриологии считается французский врач К. Бернар, занимавшийся изучением процессов внутренней секреции и органов, которые выбрасывают в кровь различные вещества. Сам же термин «гормон» первыми применили британские врачи Старлинг и Бейлисс при исследовании секретина в 1902 году (этот гормон они же и открыли в 1899 году).
На сегодня медицине известно более ста гормонально активных веществ.
Что такое гормоны
В зависимости от времени воздействия гормоны подразделяются на следующие группы:
- Циркулирующие гормоны - находятся в крови и там связываются с клетками- мишенями (клетками, которые имеют мембранные рецепторы гормона). Циркулирующие гормоны оказывают эндокринную регуляцию и называются "классическими гормонами".
Кровоснабжение желез внутренней секреции осуществляется кровеносными сосудами и, в более узком смысле, капиллярами, стенка которых состоит из фенестрированного эндотелия. Эта структура облегчает поступление гормонов в кровоток. Непрерывное движение крови служит быстрым переносом гормонов к клеткам-мишеням. Это позволяет БАВ достигать конечного пункта назначения за короткое время (около 1 минуты). Циркулирующие гормоны имеют относительно большую продолжительность действия в крови, потому что они связаны с белками плазмы, которые препятствуют их метаболизму в печени или фильтрации в почках.
Есть три типа гормонов, в зависимости от их происхождения:
- гормоны, выделяемые ЭЖ - инсулин, глюкагон, тестостерон, прогестерон, тироксин и др.;
- гормоны, выделяемые атипичными эндокринными клетками - фактически, почти все клетки человеческого организма производят БАВ, за исключением клеток, которые составляют органы слуха и зрения. Атипичными эндокринными клетками являются кардиомиоциты, фибробласты, миоэпителиальные клетки, жировые клетки, остеобласты и многие другие нетипичные эндокринные клетки с различной локализацией в организме. Совокупность всех атипичных эндокринных клеток называется диффузной эндокринной системой. Гормоны, которые она производит, называются железистыми гормонами.
Гормоны, выделяемые нервными клетками, - нейрогормоны. В эту группу входят антидиуретические гормоны, окситоцин и многое другое.
- Местные гормоны - остаются в организме (в нем выделяются), и оказывают свое действие на соседние клетки. Они распространяются в основном за счет диффузии через интерстиций и действуют паракринно (на близко расположенные клетки-мишени).
- Аутокринно действующие - это эндокринные клетки, у которых есть расположенные на плазме рецепторы для собственных гормонов. Соединение гормона с рецептором называется аутокринным действием.
Регуляция секреции и активности гормонов
Их активность зависит от нескольких факторов:
- их синтез;
- их секреция;
- их попадание в кровоток;
- их связывание с белками плазмы (БП);
- скорость метаболизма и выведения;
- активности рецепторов, присутствующих в клетках-мишенях.
Примером является регулирование степени сахара в крови, уровень которого определяет секрецию инсулина и глюкагона. Инсулиновая секреция стимулируется высокой концентрацией глюкозы, а секреция глюкагона стимулируется низкой степенью глюкозы в крови. Дальнейшая регуляция осуществляется через механизм обратной связи (отрицательная обратная связь (ООС) и положительная обратная связь (ПОС)).
Активность гормонов зависит от их соедиения со специфическими БП, с которыми связывается большинство гормонов после того, как они попадают в плазму. Комплекс, который образуется гормонами при связывании с БП, защищает их от разрушающего действия ферментов в крови и клубочковой фильтрации. При стартовом запуске процесса гормональная активность минимальна. Поскольку их связывание со специфическим БП легко разрушается, гормон, высвобождаемый после этого, уже становится активным.
|
Механизм обратной связи гормонов |
|
|
Отрицательная обратная связь (ООС) |
Положительная обратная связь (ПОС) |
|
Характерно, когда концентрация гормона в крови выше определенного уровня, его секреция из железы подавляется. Как только гормон достигнет своей физиологической функции, его дальнейшая секреция не увеличивается и может даже уменьшаться в течение определенного периода времени. |
Наблюдается, когда секреция гормона стимулируется его слабой концентрацией в крови. Например, половые гормоны выделяются у мужчин и женщин. Они (гормоны) секретируются железами, которые стимулируются гонадотропными гормонами гипофиза. Гипофиз активизируется фактором, задействующим гипоталамус.
|
|
Примером является механизм ООС, наблюдаемой в регуляции секреции гормонов щитовидной железы (ЩЖ). Когда гипофиз стимулируется гормоном гипоталамуса тиреолиберином, он выделяет тиреотропный гормон ЩЖ. Поскольку концентрация этих гормонов постепенно увеличивается, они оказывают подавляющее действие на гипоталамус, и секреция гормонов ЩЖ прекращается. Это иллюстрирует механизм обратной связи.
|
Высокие концентрации эстрогенов и андрогенов подавляют клетки гипоталамуса, которые ответственны за секрецию фактора высвобождения гормонов гипоталамуса. В результате клетки гипофиза, выбрасывающие гонадотропные гормоны, подавляются, секреция половых гормонов из репродуктивных желез уменьшается, а их концентрация в крови нормализуется. В случаях, когда уровни половых гормонов в крови ниже нормы, выделяется большее количество гормона гипоталамуса, а также происходит стимуляция выброса половых гормонов |
Повышенная активность эндокринных желез называется гиперфункцией, а сниженная - гипофункцией.
При гиперфункции каждая эндокринная железа имеет тенденцию чрезмерно секретировать конкретные гормоны к тому времени, когда их физиологическая функция уже выполнена. Затем она получает прямые или косвенные сигналы, которые подавляют дальнейшую секрецию. И наоборот, когда железа находится в гипофункции, ООС также уменьшается, что стимулирует железу выделять достаточное количество гормона.
Роль ЦНС в регуляции и секреции гормонов
ЦНС выполняет основную функцию в регуляции секреции гормонов двумя способами.
Во-первых, она участвует в регуляции путем образования специфических веществ в нейронах разнообразных структур мозга. Они, в свою очередь, подавляют или стимулируют секрецию определенных гормонов в гипофизе.
Второй путь - прямая вегетативная иннервация эндокринных образований. Ацетилхолин, серотонин, дофамин и норэпинефрин опосредуют деятельность эндокринных желез через медиаторы. Это достигается путем воздействия на их секреторные клетки, а также посредством регуляции тканевого кровотока в эндокринных органах путем изменения тонуса сосудов.
Особенности гормональной секреции
Гормоны в организме человека выделяются и высвобождаются в кровь периодически и по импульсам с временными интервалами, которые могут быть больше или меньше. Есть также колебания гормональной секреции 24/7, называемые циркадными ритмами. Некоторые гормоны секретируются больше днем, а другие - ночью.
Зимой выделяется больше тироксина, чем летом. У женщин преобладают гормоны эстрогены, и они достигают максимума в своей концентрации на каждый 14-й день от начала менструации. Существуют также гормоны, которые при отсутствии значительных изменений окружающей среды поступают в кровоток довольно равномерно.
Гормоны играют огромную роль в организме, регулируя в нем многие обменные процессы.
