Гормоны — биологически активные вещества¶
Гормоны — это биологически активные вещества (продукты жизнедеятельности), которые вырабатываются специализированными железами внутренней секреции и поступают непосредственно в кровь. Действуя на клетки-мишени, гормоны регулируют обмен веществ, рост, развитие, размножение и приспособление организма к изменяющимся условиям среды. Термин «гормон» ввёл в 1905 году английский физиолог Эрнест Старлинг, описывая секретин — вещество, выделяемое слизистой оболочкой тонкого кишечника.
¶Общие сведения
Гормоны образуются в железах внутренней секреции (гипоталамус, гипофиз, щитовидная и паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочная железа, половые железы), а также в клетках других органов, выполняющих эндокринную функцию (сердце, почки, желудок, кишечник, жировая ткань). Система, объединяющая эти органы, называется эндокринной системой.
Ключевые свойства гормонов:
- Высокая биологическая активность — эффект наступает при концентрациях порядка нанограммов в миллилитре крови.
- Специфичность — гормон действует только на клетки, имеющие рецепторы к нему.
- Длительность действия — в отличие от нервных импульсов, гормональные эффекты развиваются медленнее, но сохраняются дольше.
- Разрушение после выполнения функции — гормоны инактивируются ферментами и выводятся из организма.
¶Классификация
По химической структуре гормоны делят на следующие группы:
| Группа | Примеры | Особенности |
|---|---|---|
| Белковые и пептидные | Инсулин, гормон роста, вазопрессин | Не проникают через клеточную мембрану, действуют через рецепторы на поверхности клетки |
| Стероидные | Кортизол, альдостерон, половые гормоны | Проникают внутрь клетки и связываются с внутриклеточными рецепторами |
| Аминокислотные производные | Адреналин, тироксин, мелатонин | Производные тирозина или триптофана |
По происхождению различают гормоны животных, растений (фитогормоны: ауксин, гиббереллин, цитокинин) и микроорганизмов.
¶Основные гормоны человека
¶Инсулин и глюкагон
Инсулин вырабатывается бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Его главная функция — снижение уровня глюкозы в крови за счёт стимуляции её поглощения клетками и образования гликогена в печени. Глюкагон, синтезируемый альфа-клетками того же органа, действует противоположно: повышает концентрацию глюкозы, расщепляя гликоген. Нарушение выработки инсулина приводит к сахарному диабету.
¶Гормоны щитовидной железы
Щитовидная железа секретирует тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), которые регулируют основной обмен — скорость, с которой клетки расходуют энергию. Тироксин повышает потребление кислорода тканями, стимулирует синтез белка и теплопродукцию. Для синтеза этих гормонов необходим йод, поступающий с пищей. Кальцитонин, вырабатываемый тем же органом, участвует в регуляции обмена кальция.
¶Гормоны надпочечников
Надпочечники состоят из коркового и мозгового вещества. В корковом слое синтезируются кортизол (гормон стресса, повышающий уровень глюкозы в крови и подавляющий воспаление), альдостерон (регулирует водно-солевой баланс) и половые гормоны. Мозговое вещество выделяет адреналин и норадреналин — гормоны «бой или бегство», которые мобилизуют организм в опасной ситуации: учащают сердцебиение, расширяют бронхи, повышают давление.
¶Гормоны гипофиза
Гипофиз называют «главной железой» — он управляет работой большинства других эндокринных органов. Среди его гормонов: соматотропин (гормон роста), тиреотропный гормон (стимулирует щитовидную железу), адренокортикотропный гормон (стимулирует надпочечники), фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны (регулируют половую функцию), окситоцин и пролактин (участвуют в родах и лактации).
¶Половые гормоны
Эстрогены и прогестерон у женщин вырабатываются яичниками, тестостерон у мужчин — яичками. Эти гормоны определяют развитие вторичных половых признаков, регулируют менструальный цикл, беременность и сперматогенез.
¶Механизм действия
Гормоны циркулируют в крови в связанном и свободном виде; биологическую активность проявляет только свободная (не связанная с транспортными белками) фракция. Достигнув клетки-мишени, гормон связывается со специфическим рецептором. Для пептидных гормонов рецептор расположен на мембране, и сигнал передаётся внутрь клетки через систему вторичных посредников (например, цАМФ). Стероидные и тиреоидные гормоны проникают в клетку и взаимодействуют с рецепторами в цитоплазме или ядре, изменяя активность генов.
¶Регуляция секреции
Выработка гормонов контролируется по принципу обратной связи. При повышении концентрации гормона в крови его секреция тормозится, при понижении — усиливается. Центральное звено этой системы — гипоталамус и гипофиз: гипоталамус выделяет рилизинг-гормоны, стимулирующие или тормозящие секрецию гормонов гипофиза, которые, в свою очередь, регулируют периферические железы. Такая многоуровневая система (гипоталамус — гипофиз — периферическая железа) обеспечивает точную поддержку гормонального баланса.
¶Нарушения
Заболевания эндокринной системы связаны либо с недостаточной (гипофункция), либо с избыточной (гиперфункция) секрецией гормонов. К числу распространённых эндокринных патологий относятся сахарный диабет, гипотиреоз и гипертиреоз щитовидной железы, болезнь Иценко — Кушинга, акромегалия, заболевания надпочечников. Диагностика основывается на определении уровня гормонов в крови и моче, а лечение — на заместительной гормональной терапии или, наоборот, на подавлении избыточной секреции.
Источники:
- Большая медицинская энциклопедия
- Физиология человека (под ред. В. М. Покровского, А. Д. Ноздратова)
- Справочник по эндокринологии
- Учебник «Биохимия» (под ред. В. В. Мещерякова)