Свойства гормонов, механизм их действия

Выделяют три основных свойства гормонов:

1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, могут быть расположены далеко от места его образования);

2) строгая специфичность действия: (ответные реакции на действие гормона строго специфичны и не могут быть вызваны другими биологически активными агентами);

3) высокая биологическая активность (гормоны вырабатываются железами в малых количествах, эффективны в очень небольших концентрациях).

Действие гормона на функции организма осуществляется через нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани.

Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию или сигнал в определенное место — клетку-мишень, которая имеет высокоспециализированный белковый рецептор, с которым связывается гормон. По механизму воздействия на клетки гормоны делятся на два типа:

– гормоны первого типа (стероиды, тиреоидные гормоны). Относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора);

– гормоны второго типа — плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора. Их характерная особенность — быстро возникающие ответы.

Основные этапы взаимодействия гормонов с клеткой-мишенью представлены на рис. 7.1.

 

 

Рис. 7.1. Роль рецепторов клетки и цАМФ в действии гормонов

 

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

– метаболическое (влияние на обмен веществ);

 – морфогенетическое (стимуляция образования, дифференциации, роста и созревания);

– пусковое (влияние на деятельность эффекторов);

– корригирующее (изменение интенсивности деятельности органов или всего организма).

Расположение желез внутренней секреции в организме человека приведено на рис. 7.2.

 

 

Рис. 7.2. Расположение желез внутренней секреции в организме человека

 

Характеристика гормонов

 

 Гормоны передней доли гипофиза. Гипофиз занимает особое положение в системе эндокринных желез. Его называют центральной железой, так как за счет его тропных гормонов регулируется деятельность других эндокринных желез. Гипофиз состоит из аденогипофиза (передней и средней долей) и нейрогипофиза (задней доли). Гормоны передней доли гипофиза делятся на две группы. К первой группе относят соматотропин и пролактин. Ко второй группе гормонов относят тропные гормоны, т. е. те, которые оказывают влияние на другие железы внутренней секреции.

Гормон роста (соматотропин) принимает участие в регуляции роста, усиливая образование белка. Наиболее выражено его влияние на рост эпифизарных хрящей конечностей, за счет которых идет рост костей в длину.

 Нарушение соматотропной функции гипофиза приводит к различным изменениям в росте и развитии организма человека. Если имеется гиперфункция в детском возрасте, то развивается гигантизм, при гипофункции — карликовость. Гиперфункция у взрослого человека не влияет на рост в целом, но увеличиваются размеры тех частей тела, которые еще способны расти: развивается акромегалия.

Пролактин способствует образованию молока в альвеолах, но только после предварительного воздействия на них женских половых гормонов (прогестерона и эстрогена). После родов увеличивается синтез пролактина и наступает лактация. Акт сосания через нервно-рефлекторный механизм стимулирует выброс пролактина. Пролактин обладает лютеотропным действием, способствует продолжительному функционированию желтого тела и выработке им прогестерона.

Тропные гормоны

1) тиреотропный гормон (тиреотропин). Избирательно действует на щитовидную железу, повышает ее функцию. При сниженной выработке тиреотропина происходит атрофия щитовидной железы, при гиперпродукции — разрастание, наступают гистологические изменения, которые указывают на повышение ее активности.

2) адренокортикотропный гормон (кортикотропин). Стимулирует выработку глюкокортикоидов корой надпочечников, более слабо влияет на продукцию других гормонов этих желез. Выделяют также и вненадпочечниковые эффекты. Под влиянием кортикотропина уменьшаются размер и масса лимфоидных органов. Продукция этого гормона усиливается во время стресса. Секреция кортикотропина подвержена суточным колебаниям: в вечерние часы его содержание выше, чем утром;

3) гонадотропные гормоны (фоллитропин и лютропин). Присутствуют как у женщин, так и у мужчин. Фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон), стимулирует рост и развитие фолликула в яичнике. Он незначительно влияет на выработку эстрогенов у женщин, у мужчин под его влиянием происходит образование сперматозоидов. Лютеинизирующий гормон (лютропин) стимулирует рост и овуляцию фолликула с образованием желтого тела. Он стимулирует образование женских половых гормонов — эстрогенов. Лютропин способствует выработке андрогенов у мужчин.

Гормоны средней и задней долей гипофиза. В средней доле гипофиза вырабатывается гормон меланотропин (интермедин), который оказывает влияние на пигментный обмен. Задняя доля гипофиза тесно связана с супраоптическим и паравентрикулярным ядрами гипоталамуса. Нервные клетки этих ядер вырабатывают нейросекрет, который транспортируется в заднюю долю гипофиза по аксонам гипоталамических нейронов, постепенно созревая по мере продвижения с током аксоплазмы. В нервных клетках паравентрикулярного ядра образуется окситоцин, в нейронах супраоптического ядра — вазопрессин. Вазопрессин усиливает сокращение гладких мышц сосудов (тонус артериол повышается с последующим повышением артериального давления) и обратное всасывание воды в собирательных трубочках почек, следовательно, снижает объем выделяющейся мочи и сохраняет воду в организме (антидиуретическое действие). Уменьшение образования вазопрессина является причиной возникновения несахарного диабета (несахарного мочеизнурения).

Окситоцин избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливает ее сокращение. Этот эффект особенно выражен, если матка находится под влиянием половых гормонов. Кроме того, окситоцин усиливает сокращение гладкомышечных клеток выводных протоков молочных желез, за счет чего стимулирует именно выделение молока, а не его образование. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина.

Гипоталамическая регуляция образования гормонов гипофиза. Секреция аденогипофизарных гормонов находится под регулирующим влиянием гипоталамуса – главного регулятора вегетативных функций в организме. Нейроны гипоталамуса вырабатывают нейросекреты (это медиаторы, которые выделяются в кровеносные сосуды, кровоснабжающие гипофиз). Продукты нейросекреции, которые стимулируют секрецию гормонов передней долеи гипофиза, называются либеринами, а тормозящие их образование — статинами. Поступление этих веществ в переднюю долю гипофиза происходит по кровеносным сосудам. Существует обратная связь между гипоталамусом и тропными гормонами передней доли гипофиза. Повышение концентрации в крови гормона гипофиза приводит к торможению соответствующего либерина в гипоталамусе.

Гормоны щитовидной железы. Щитовидная железа расположена с обеих сторон трахеи ниже щитовидного хряща, имеет дольчатое строение.

Гормоны щитовидной железы делятся на две группы:

– йодированные — тироксин (Т₄), трийодтиронин (Т₃);

– тиреокальцитонин (кальцитонин).

Йодированные гормоны образуются в фолликулах железистой ткани. Основной активный йодсодержащий гормон щитовидной железы — Т₄. Соотношение Т₄ и Т₃ составляет 4:1. Оба гормона находятся в крови в неактивном состоянии, они связаны с белками глобулиновой фракции и альбумином плазмы крови. Тироксин легче связывается с белками крови, поэтому быстрее проникает в клетку и имеет большую биологическую активность.

Роль йодированных гормонов:

– влияют на поглощение кислорода клетками и митохондриями, увеличивая темп окислительных процессов, выработку тепла в организме;

– усиливают энергетический обмен;

– стимулируют синтеза белка, следовательно, рост и развитие скелета, половых желез;

– влияют на возбудимость ЦНС, частоту сердечных сокращений, дыхательных движений, повышают потоотделение;

– включаются в процесс выработки условных рефлексов, дифференцировок, процессов торможения;

– усиливают катаболизм белков, жиров, углеводов;

– снижают способность крови к свертыванию (уменьшают образование факторов свертывания крови), повышают ее фибринолитическую активность.  Тироксин угнетает способность тромбоцитов к адгезии и агрегации.

 Нарушение функции щитовидной железы может быть выражено в форме повышения или понижения ее гормонообразующей функции. Недостаточность выработки гормона (гипотериоз), появляющийся в детском возрасте, ведет к развитию кретинизма (задерживаются рост, половое развитие, развитие психики, наблюдается нарушение пропорций тела). Гопотиреоз у взрослых ведет к развитию микседемы, которая характеризуется резким расстройством процессов возбуждения и торможения в ЦНС, психической заторможенностью, снижением интеллекта, вялостью, сонливостью, нарушением половых функций, угнетением всех видов обмена веществ.

При повышении активности щитовидной железы (гипертиреозе) возникает заболевание тиреотоксикоз. Характерные признаки: увеличение числа сердечных сокращений, повышение обмена веществ, температуры тела, увеличение потребления пищи, потеря массы тела, пучеглазие, повышенная возбудимость и раздражительность, усилен тонус симпатического отдела вегетативной нервной системы, мышечная дрожь и слабость, в некоторых случаях увеличение размеров щитовидной железы.  

Недостаток в воде йода приводит к снижению функции щитовидной железы со значительным разрастанием ее ткани и образованием зоба. Это действие компенсаторного механизма в ответ на снижение в крови содержания йодированных гормонов.

Регуляция образования йодсодержащих гормонов осуществляется:

1) передней долей гипофиза (образованием тиреотропина);

2) вегетативной нервной системой (симпатическая — повышает продукцию гормона, парасимпатическая — снижает);

3) гипоталамусом. Тиреолиберин, образуемый гипоталамусом, стимулирует выработку тиреотропин гипофизом, который в свою очередь стимулирует продукцию гормонов. Влияние осуществляется по типу обратных связей;

4) ретикулярной формацией ствола мозга. Возбуждение ее структур повышает выработку гормонов;

5) корой головного мозга. Декортикация первоначально активизирует функцию железы, но значительно снижает ее с течением времени.

Гормоны поджелудочной железы. Гормонопродуцирующей тканью поджелудочной железы служат островки Лангерганса, преимущественно расположенные в хвосте железы. Бета-клетки островков вырабатывают инсулин, альфа-клетки — глюкагон.

Инсулин снижает концентрацию сахара в крови, потому что повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы. Попадая в клетки, глюкоза фосфориллируется и поступает в клеточный метаболизм. Инсулин способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах.

Основным фактором регуляции секреции инсулина служит содержание глюкозы в крови: гипергликемия приводит к увеличению поступления инсулина в кровь, и наоборот. Вегетативная нервная система регулирует выработку инсулина посредством блуждающего и симпатического нервов. Блуждающий нерв стимулирует выделение инсулина, а симпатический –тормозит. Глюкагон повышает концентрацию глюкозы в крови в ответ на ее снижение, потому что способствует расщеплению гликогена в печени до глюкозы. 

Глюкагон по действию на обмен углеводов является антагонистом инсулина. На образование глюкагона в альфа-клетках оказывает влияние уровень глюкозы в крови. При повышении содержания глюкозы в крови происходит торможение секреции глюкагона, при понижении — увеличение.

При нарушении функции поджелудочной железы уменьшается секреция инсулина, что приводит к развитию caxapного диабета, основными симптомами которого являются гипергликемия, глюкозурия, полиурия (до 10 л в сутки), повышенный аппетит, повышенная жажда.

Увеличение концентрации сахара в крови у больных сахарным диабетом является результатом потери способности печени синтезировать гликоген из глюкозы, а клеток — утилизировать глюкозу. У таких больных в мышцах также замедляется процесс образования и отложения гликогена, нарушаются все виды обмена.

Гормоны надпочечников. Надпочечники — парные железы, расположенные над верхними полюсами почек. В корковом веществе надпочечников вырабатываются глюкокортикоиды, минералокортикоиды и половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон).

Глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон, кортикостерон) – гормоны, по химическому строению являющиеся стероидами, образуются из холестерина, для их синтеза необходима аскорбиновая кислота. Они влияют на обмен углеводов, белков и жиров, усиливают процесс образования глюкозы из белков, повышают отложение гликогена в печени, по своему действию являются антагонистами инсулина. Глюкокортикоиды оказывают катаболическое влияние на белковый обмен, вызывают распад тканевого белка и задерживают включение аминокислот в белки. Эти гормоны обладают противовоспалительным действием, поскольку снижают проницаемость стенок сосудов и подавляют синтез антител, тормозят реакцию взаимодействия антитела с антигеном. Они оказывают выраженное влияние на кроветворные органы:

– увеличивают количество эритроцитов за счет стимуляции красного костного мозга;

– приводят к обратному развитию вилочковой железы и лимфоидной ткани, что сопровождается уменьшением количества лимфоцитов.

Важную роль в образовании глюкокортикоидов играет кортикотропин, вырабатываемый передней долей гипофиза. Это влияние осуществляется по принципу прямых и обратных связей: кортикотропин повышает продукцию глюкокортикоидов, а избыточное их содержание в крови приводит к торможению выработки кортикотропина в гипофизе.

В ядрах переднего отдела гипоталамуса синтезируется нейросекрет кортиколиберин, который стимулирует образование кортикотропина в передней доле гипофиза, а он, в свою очередь, стимулирует образование глюкокортикоидов. Функциональное отношение «гипоталамус — передняя доля гипофиза — кора на почечников» находится в единой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе, которая играет ведущую роль в адаптационных реакциях организма.

Минералокортикоиды (альдостерон и дезоксикортикостерон) образуются в корковом веществе надпочечников, они принимают участие в регуляции минерального обмена. Они усиливают обратное всасывание ионов Na⁺ в почечных канальцах и уменьшают обратное всасывание ионов К⁺, что приводит к повышению концентрации ионов Na⁺ в крови и тканевой жидкости и увеличению в них осмотического давления. Это вызывает задержку воды в организме и повышение артериального давления. Минералокортикоиды способствуют проявлению воспалительных реакций за счет повышения проницаемости капилляров и серозных оболочек

Синтез минералокортикоидов контролируется концентрацией ионов Na⁺ и К⁺ в крови. Повышение концентрации ионов Na⁺ приводит к торможению секреции альдостерона, что увеличивает выделение Na⁺ с мочой.

Половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон) образуются в сетчатой зоне коры надпочечников. Они имеют большое значение в развитии половых признаков в детском возрасте, когда внутрисекреторная функция половых желез незначительна.  

Гормоны мозгового слоя надпочечников. Мозговой слой надпочечников вырабатывает два гормона – адреналин и норадреналин.

Адреналин поступает в кровь при различных состояниях, сопровождающихся возбуждением симпатической нервной системы. В ситуациях, требующих повышения активности функциональных систем организма (кровопотеря, стресс, мышечная деятельность), происходит увеличение его образования и выделения в кровь. Адреналин влияет на углеводный обмен. Ускоряя расщепление гликогена в печени и мышцах, вызывает повышение уровня глюкозы в крови. Расслабляет гладкую мускулатуру бронхиол, тем самым облегчая дыхание. Повышает возбудимость и сократимость сердечной мышцы, повышает тонус кровеносных сосудов, но расширяет сосуды сердца, легких и головного мозга. Угнетает моторику желудка и кишечника и повышает тонус сфинктеров, усиливает работоспособность скелетных мышц.

Норадреналин выполняет функцию медиатора симпатической нервной системы, он принимает участие в передаче возбуждения в нейронах ЦНС.

Секреторная активность мозгового слоя надпочечников регулируется гипоталамусом, в задней группе его ядер расположены высшие вегетативные центры симпатического отдела. Их активация ведет к увеличению выброса адреналина в кровь. Выделение адреналина может происходить рефлекторно при переохлаждении, мышечной работе и т. д. При гипогликемии рефлекторно повышается выделение адреналина в кровь.

Половые железы (семенники у мужчин, яичники у женщин) относятся к железам со смешанной функцией. Их внутрисекреторная функция проявляется в образовании и секреции половых гормонов, которые непосредственно поступают в кровь. Мужские половые гормоны — андрогены – образуются в интерстициальных клетках семенников. Основным гормоном семенников является тестостерон. Андрогены стимулируют рост и развитие полового аппарата, вторичных мужских половых признаков и появление половых рефлексов. Они контролируют процесс созревания сперматозоидов, способствуют сохранению их двигательной активности, проявлению полового инстинкта и половых поведенческих реакций, увеличивают образование белка, особенно в мышцах, уменьшают содержание жира в организме. При недостаточном количестве андрогенов в организме нарушаются процессы торможения в коре больших полушарий.

Женские половые гормоны – эстрогены – образуются в растущих фолликулах яичника. Синтез эстрогенов осуществляется оболочкой фолликула, прогестерона — желтым телом яичника, которое развивается на месте лопнувшего фолликула. Эстрогены стимулируют рост матки, влагалища, труб, вызывают разрастание эндометрия, способствуют развитию вторичных женских половых признаков, проявлению половых рефлексов, усиливают сократительную способность матки, повышают ее чувствительность к окситоцину, стимулируют рост и развитие молочных желез. Прогестерон обеспечивает процесс нормального протекания беременности, способствует разрастанию слизистой эндометрия, имплантации оплодотворенной яйцеклетки в эндометрий, тормозит сократительную способность матки, уменьшает ее чувствительность к окситоцину, тормозит созревание и овуляцию фолликула за счет угнетения образования лютропина гипофиза.

Образование половых гормонов находится под влиянием гонадотропных гормонов гипофиза и пролактина. У мужчин гонадотропный гормон способствует созреванию сперматозоидов, у женщин — росту и развитию фолликула. Лютропин определяет выработку женских и мужских половых гормонов, овуляцию и образование желтого тела. Пролактин стимулирует выработку прогестерона. Мелатонин тормозит деятельность половых желез. В регуляции активности половых желез принимает участие нервная система за счет образования в гипофизе гонадотропных гормонов.

 

Менструальный цикл

Менструальный цикл включает три периода.

1. Предовуляционный (с первого по четырнадцатый день). Яичники находятся под влиянием фоллитропина, в них усиленно образуются эстрогены, которые стимулируют рост матки, разрастание слизистой оболочки и ее желез, ускоряют созревание яйцеклетки. К концу этой фазы поверхность фолликула разрывается и из него выходит яйцеклетка — происходит овуляция.

2. Овуляция (на четырнадцатый день). Начинается с выхода яйцеклетки в маточную трубу. Сокращение гладкой мускулатуры трубы способствует продвижению ее к матке, здесь может произойти оплодотворение. Оплодотворенное яйцо, попадая в матку, прикрепляется к ее слизистой, и наступает беременность. Если оплодотворение не произошло, наступает послеовуляционный период. На месте фолликула развивается желтое тело, оно вырабатывает прогестерон.

3. Послеовуляционный период. Неоплодотворенная яйцеклетка, достигая матки, погибает. Прогестерон уменьшает образование фоллитропина и снижает продукцию эстрогенов. Изменения, возникшие в половых органах женщины, исчезают. Параллельно уменьшается образование лютропина, что ведет к атрофии желтого тела. За счет уменьшения эстрогенов матка сокращается, происходит отторжение слизистой оболочки. В дальнейшем происходит ее регенерация. Послеовуляционный период продолжается с 15-го по 28-й день цикла.

 

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: