Гормоны — что это?

Гормоны

Гормоны — это биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции (или по другому эндокринными железами) для регуляции метаболических (обменных), физических и психических процессов организма. Все перечисленное еще называют приспособительными реакциями гомеостаза

Гомеостаз — постоянство внутренней среды организма человека. В этом и заключается биологическая роль гормонов.

Чтобы организм мог существовать и сохраняться в меняющихся условиях внешней среды, он должен поддерживать ряд констант — постоянство температуры, давления, водно-солевого состава плазмы крови и т. д. Сложная интеграция нервной и эндокринной систем и обеспечивает надежную двойную защиту системе поддержания гомеостаза. Причем нервная система отвечает за более быстрые процессы, эндокринная — за более медленные.

Взаимосвязь этих двух систем более чем очевидна. В центральной нервной системе поток импульсов передается от одного нервного волокна к другому через синаптические щели, в которых работают вещества-медиаторы (посредники). Некоторые называют их наиболее древними из гормонов. Эндокринная система опосредованно через гормоны регулирует в ЦНС (центральной нервной системе) функции большого числа медиаторов. А нервные импульсы в свою очередь способны превращаться в  гормональные сигналы. Иерархически существует подчинение эндокринной системы ЦНС, осуществляющей в конечном счете интегративную функцию обоих систем.

Анатомически нервная система состоит из головного и спинного мозга, от которых отходят нервные чувствительные и двигательные волокна, образующие нервные пути и сплетения, буквально пронизывающие всю костно-мышечную систему, кожу, органы чувств и  внутренние органы. Головной и спинной мозг относят к  центральной нервной системе, остальные отделы — к периферической, в которой особо выделяют вегетативную нервную систему, иннервирующую внутренние органы.

Эндокринная система представлена одной из областей головного мозга, именуемой гипоталамусом, гипофизом, щитовидной и паращитовидными железами, поджелудочной железой, надпочечниками и половыми железами.

Железы внутренней секреции

Гипоталамо-гипофизарная область – это дирижер для остальных эндокринных желез, некий аналитический центр и пульт управления. Подробно о функциях гипоталамуса можно узнать из этой статьи.

Функции в организме

Мы уже знаем, что гормоны человека вырабатываются секреторными железистыми клетками различных желез внутренней секреции. Внутренней — потому что произведенные гормоны поступают в кровяное русло, разносятся с током крови по организму, находят свои специфические органы — мишени (для которых они предназначены) и там действуют.

Есть еще железы, осуществляющие внешнюю секрецию: это секреторный железистый эпителий кишечника, желудка, поджелудочной железы. Они работают там же, где были произведены: в просвете желудка и кишечника, они обеспечивают переваривание белков, жиров и углеводов, расщепление их на более простые молекулы аминокислот, жирных кислот, глюкозы-все это ценное сырье уже способно всасываться в кровь через ворсинчатый эпителий кишечника  и доставляться к каждой клетке организма для ее многочисленных нужд.

Но нас сейчас интересует внутренняя секреция. Как только нужный гормон синтезирован, он должен поступить в кровяное русло. И здесь его подстерегает первая опасность — попасть на почечный фильтр и быть выведенным с мочой, не успев исполнить своей рабочей  задачи . Чтобы этого не произошло, гормоны сразу после поступления в кровь связываются с транспортными белками. Белки  являются крупными молекулами, через почечный фильтр не проходят и безопасно доставляют связанные с ними гормоны к их «рабочему месту». Там и оставляют нужное количество.

Дело в том, что связанные в белковые комплексы гормоны  хорошо транспортируются, но не могут работать, считается неактивными. Активны только свободные гормоны. Как же они «узнают» свою «станцию»? Природа предусмотрела для этого весьма мудрый механизм. Почти для всех гормонов доказано наличие типа специфического связывания: нужный гормон уже «встречают» там, где надо. Делают это некие макромолекулы, имеющие специфический термин — «рецепторы».

Как рецептор и гормон узнают друг друга? Узнавание осуществляется по принципу «замка-ключа», или, иначе — по принципу структурной комплементарности. Где и как произойдет связывание — зависит от молекулярной характеристики. Пептидные и гликопептидные гормоны связываются рецепторами на клеточных оболочках — мембранах. Напротив, стероидные и гормоны щитовидной железы свободно проходят через клеточную мембрану внутрь клетки. Те и другие проникают в клеточное ядро и взаимодействуют там со своими специфическими рецепторами.

Число мембранных рецепторов на клетку составляет 1000-100000.  Количество их заметно варьирует, поскольку рецепторы, как и другие клеточные белки, постоянно синтезируются и разрушаются. Если по какой либо причине выпущено избыточное количество гормонов, то аномально высокий их уровень способен привести к сокращению клеточных рецепторов до 25% от обычного количества. Это называется феноменом негативной регуляции — длительном защитном механизме против чрезмерной стимуляции клеток-мишеней. То есть гормон сам по себе в состоянии моделировать число своих рецепторов.

Так при снижении уровня инсулина в плазме во время голодания наблюдается увеличение способности клеток связывать инсулин. А в тканях лиц с ожирением обнаружена гиперинсулинемия и  уменьшение числа инсулиновых рецепторов. При низкокалорийной диете через несколько недель наблюдается нормализация уровня инсулина и числа инсулиновых рецепторов, то есть восстанавливается так называемая нарушенная чувствительность тканей к инсулину, которая лежит в основе такого распространенного заболевания как сахарный диабет 2 типа.

Соединением гормона со своим рецептором запускается целый каскад специфических внутриклеточных реакций: активирование и инактивирование  ферментов, изменение мембранных белков и проницаемости мембран, транспорта ионов, обмена углеводов, синтез белков, РНК, ДНК, рост клетки и ее деление. Во время этого биологического каскада многократно усиливается сигнал, поэтому гормоны эффективны в очень низких концентрациях.

Общие свойства гормонов человека и их функции в краткой иллюстрации на этом изображении:

Функции и свойства гормонов

 

Предлагаем также посмотреть увлекательный фильм о гормонах человека от BBC:


« »