Гормоны, виды гормонов и их влияние. Значение и механизм действия гормонов, которые вырабатываются в организме человека

💖 Нравится? Поделись с друзьями ссылкой

Гормоны - сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в кровь и оказывающие сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в определённых органах и системах. Существуют и другие определения, согласно которым трактовка понятия гормон более широка: «сигнальные химические вещества, вырабатываемые клетками тела и влияющие на клетки других частей тела». Это определение представляется предпочтительным, так как охватывает многие традиционно причисляемые к гормонам вещества: гормоны животных, которые лишены кровеносной системы (например, экдизоны круглых червей и др.), гормоны позвоночных, которые вырабатываются не в эндокринных железах (простагландины, эритропоэтин и др.), а также гормоны растений.

В настоящее время описано и выделено более полутора сотен гормонов из разных многоклеточных организмов. По химическому строению их делят на три группы: белково-пептидные , производные аминокислот и стероидные гормоны .

Первая группа - это гормоны гипоталамуса и гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желёз и гормон щитовидной железы кальцитонин. Некоторые гормоны, например фолликулостимулирующий и тиреотропный, представляют собой гликопротеиды - пептидные цепочки, “украшенные» углеводами.

Производные аминокислот - это амины, которые синтезируются в мозговом слое надпочечников (адреналин и норадреналин) и в эпифизе (мелатонин), а также иодсодержащие гормоны щитовидной железы трииодтиронин и тироксин (тетраиодтиронин).

Третья группа как раз и отвечает за легкомысленную репутацию, которую гормоны приобрели в народе: это стероидные гормоны, которые синтезируются в коре надпочечников и в половых железах. Взглянув на их общую формулу, легко догадаться, что их биосинтетический предшественник - холестерин. Стероиды отличаются по количеству атомов углерода в молекуле: С21 - гормоны коры надпочечников и прогестерон, С19 - мужские половые гормоны (андрогены и тестостерон), С18 - женские половые гормоны (эстрогены).

Гидрофильные молекулы гормонов, например белково-пептидные, обычно транспортируются кровью в свободном виде, а стероидные гормоны или йодсодержащие гормоны щитовидной железы - в виде комплексов с белками плазмы крови. Кстати, белковые комплексы могут также выступать и в роли резервного пула гормона, при разрушении свободной формы гормона комплекс с белком диссоциирует и таким образом поддерживается нужная концентрация сигнальной молекулы.

Достигнув мишени, гормон связывается с рецептором - белковой молекулой, одна часть которой отвечает за связывание, приём сигнала, другая - за передачу эффекта „по эстафете“ внутрь клетки. (Как правило, при этом изменяется активность каких-либо ферментов.) Рецепторы гидрофильных гормонов находятся на мембранах клеток-мишеней, а липофильных - внутри клеток, поскольку липофильные молекулы могут проникать через мембрану. Сигналы от рецепторов принимают так называемые вторичные мессенджеры, или посредники, куда менее разнообразные, чем сами гормоны. Здесь мы встречаемся с такими знакомыми персонажами, как цикло-АМФ, G-белки, протеинкиназы - ферменты которые навешивают фосфатные группы на белки, тем самым порождая новые сигналы. Теперь снова поднимемся с клеточного уровня на уровень органов и тканей. С этой точки зрения - всё начинается в гипоталамусе и гипофизе. Функции гипоталамуса многообразны и даже сегодня не до конца изучены, но, вероятно, все согласны в том, что гипоталамо-гипофизарный комплекс - центральная точка взаимодействий нервной и эндокринной систем. Гипоталамус - это и центр регуляции вегетативных функций, и „колыбель эмоций“. В нём вырабатываются рилизинг-гормоны (от англ. release - высвобождать), они же либерины, стимулирующие выброс гипофизом гормонов, а также статины, тормозящие этот выброс.

Гипофиз - эндокринный орган, находящийся на внутренней поверхности мозга. Он вырабатывает тропные гормоны (греч. tropos - направление), которые называются так потому, что направляют работу других, периферических эндокринных желез - надпочечников, щитовидной и паращитовидной, поджелудочной, половых желёз. Причём эта схема насыщена обратными связями, например, женский гормон эстрадиол, попадая в гипофиз, регулирует секрецию тройных гормонов, управляющих его собственной секрецией. Поэтому количество гормона, во-первых, не бывает чрезмерным, а во-вторых, различные эндокринные процессы тонко согласуются между собой. Особого внимания заслуживает временная регуляция. «Встроенные часы» нашего организма - это эпифиз, шишковидная железа, вырабатывающая гормон мелатонин (производное аминокислоты триптофана). Перепады концентрации этого вещества создают у человека чувство времени, а от характера этих перепадов зависит, будет ли человек „совой“ или „жаворонком“. Концентрация очень многих гормонов также циклически изменяется в течение суток. Вот почему эндокринологи иногда требуют от пациентов собирать суточную мочу (сумма может оказаться более постоянной и характерной величиной, чем слагаемые), а иногда, если нужно оценить динамику, берут анализы каждый час.

Соматотропный гормон (СТГ) оказывает действие на весь организм - он стимулирует рост и соответственно регулирует обменные процессы.

Опухоли гипофиза, вызывающие сверхпродукцию этого гормона, становятся причиной гигантизма у человека и животных. Если опухоль возникает не в детстве, а позднее, развивается акромегалия - неравномерное разрастание скелета, в основном за счёт хрящевых участков. Недостаточность СТГ, напротив, приводит к карликовости, или гипофизарному нанизму. К счастью, современная медицина это лечит. Если врач установит, что причина слишком медленного роста ребёнка (даже не обязательно карликовости, а просто отставания от сверстников) именно в низкой концентрации СТГ, и сочтёт нужным прописать уколы гормона, то рост нормализуется. А вот рассказ советского фантаста Александра Беляева „Человек, нашедший своё лицо“ - всё-таки сказка: взрослому человеку гормональные инъекции вырасти не помогут.

В гипофизе вырабатывается и пролактин, он же лактогенный и лютеотропный гормон (ЛТГ), отвечающий за лактацию в период кормления грудью. Кроме того, в гипофизе синтезируются липотропины - гормоны, стимулирующие вовлечение жира в энергетический обмен. Эти же гормоны являются предшественниками эндорфинов - „пептидов радости“.

Меланоцит-стимулирующие гормоны гипофиза (МСГ) регулируют синтез пигментов в коже и вдобавок, судя по некоторым данным, имеют какое-то отношение к механизмам памяти. Ещё два важных гормона - вазопрессин и окситоцин; первый называют также антидиуретическим гормоном, он регулирует водно-солевой обмен и тонус артериола; окситоцин отвечает за сократительную активность матки у млекопитающих и вместе с пролактином - за молоко. Его используют для стимуляции родов. Теперь подробнее о тропных гормонах, которые вырабатывает гипофиз, и об их мишенях.

Надпочечники - парные органы, прилегающие к верхушкам почек. В каждом из них выделяют две самостоятельные железы: кору (substantia corticalis) и мозговое вещество. Цель адренокортикотропного гормона (АКТГ, он же кортикотропин) - кора надпочечников. Здесь синтезируются кортикостероиды. Глюкокортикоиды (кортизол и другие) получили своё название от глюкозы, потому что их деятельность тесно связана с углеводным обменом.

Кортизол - стрессовый гормон, он защищает организм от любых резких изменений физиологического равновесия: воздействует на метаболизм углеводов, белков и липидов, на электролитный баланс. Впрочем, последнее больше по ведомству минералокортикоидов: их главный представитель, альдостерон, регулирует обмен ионов натрия, калия и водорода. Кортикостероиды и их искусственные аналоги широко применяют в медицине. У глюкокортикоидов есть ещё одно важное свойство: они подавляют воспалительные реакции и уменьшают образование антител, поэтому на их основе делают мази для лечения кожных воспалений и зуда. Кстати, некоторые популярные среди любителей нетрадиционной медицины кожные мази китайского происхождения помимо растительных экстрактов содержат те же глюкокортикоиды. Это прямым текстом написано на упаковке, но покупатели не всегда обращают внимание на сложные биохимические слова. Хотя, возможно, для лечения дерматита лучше бы приобрести банальный фторокорт, он, по крайней мере, разрешён российской фармакопеей…

В мозговом слое надпочечников синтезируются катехоламины - адреналин и норадреналин. То, что адреналин - синоним стресса, сегодня знают все. Он отвечает за мобилизацию адаптивных реакций: действует и на обмен веществ, и на сердечно-сосудистую систему, и на углеводный и жировой обмен. Катехоламины - самые простые по строению и, очевидно, древнейшие сигнальные вещества, недаром они найдены даже у Protozoa. Но особенную роль нейромедиаторов они выполняют только у многоклеточных. Об этом поговорим в другой раз.

Поджелудочная железа - одновременно экзокринная и эндокринная, то есть работает и вовне, и внутрь: ферменты выделяет в двенадцатиперстную кишку (содержимое пищеварительного тракта биологи рассматривают как внешнюю по отношению к организму среду), а гормоны - в кровь.

В специальных железистых образованиях, островках Лангерганса, альфа-клетки вырабатывают глюкагон - регулятор углеводного и жирового обмена, а бета-клетки - инсулин. Этот гормон был открыт русским учёным Л.В. Соболевым (1902). Впервые выделили инсулин канадские физиологи Фредерик Бантинг, Чарльз Бест и Джон Маклеод (1921). Бантинг и Маклеод в 1923 году получили за это Нобелевскую премию. (Беста, занимавшего должность лаборанта, в число лауреатов не включили, и возмущенный Бантинг отдал помощнику половину своей награды.)

Структурная единица инсулина - мономер с молекулярной массой около 6000, причём в молекулу объединяется от двух до шести мономеров. Последовательность расположения аминокислот в мономере инсулина (то есть его первичную структуру) впервые установил английский биохимик Фредерик Сэнгер (1956, Нобелевская премия по химии 1958 года), а пространственную структуру - опять же англичанка и тоже нобелевская лауреатка Дороти Ходжкин (1972). Каждый мономер содержит 51 аминокислоту, которые располагаются в виде двух пептидных цепей - А и В, соединённых двумя дисульфидными мостиками (-S-S-).

Инсулин . Этот гормон снижает содержание сахара в крови, задерживая распад гликогена и синтез глюкозы в печени и в то же время повышая проницаемость клеточных мембран для глюкозы. Он же способствует усвоению этого топлива, стимулирует синтез белков и жиров за счёт углеводов. Таким образом, он отвечает за то, чтобы клетки всасывали глюкозу из крови и хорошо её „переваривали“.

Нехватка инсулина - повышенный уровень сахара в крови и „голодные“ клетки, ткани и органы, иначе говоря, сахарный диабет. Наверно, это самое знаменитое эндокринное заболевание. В частности, потому, что инсулин - первый искусственно синтезированный пептидный гормон, который пришёл на смену препаратам, получаемым из поджелудочных желёз убойного скота. Сейчас медики мечтают о ещё более радикальных успехах - например, ввести в организм больного стволовые клетки, вырабатывающие инсулин. Введение такой методики в клиническую практику - дело непростое и небыстрое, но инъекции инсулина обеспечивают нормальную жизнь множеству людей уже сегодня.

Тиреотропный гормон гипофиза (ТТГ) действует на щитовидную железу (glandula thyroidea), которая у нас, людей, находится в шее, под гортанью. Её гормоны - тироксин и трииодтиронин, регуляторы обмена, синтеза белка, дифференцировки тканей, развития и роста организма. Их биохимический предшественник - аминокислота тирозин. Поскольку молекулы гормонов щитовидной железы содержит иод, дефицит этого элемента в пище приводит к дефициту гормонов.

Клинические проявления - разрастание железы (зоб) при снижении её функции. Токсический зоб, он же базедова болезнь, или тиреотоксикоз, напротив, связан с гиперфункцией железы и избыточным содержанием гормонов. В щитовидной железе синтезируется также гормон, регулирующий обмен кальция и фосфора, кальцитонин. И ещё один гормон, регулирующий обмен этих же элементов, вырабатывают парные паращитовидные (рагаthyroideae) железы - он так и называется паратгормон. Эти гормоны вместе с витамином D отвечают за рост и ремонт костной ткани.

Гонадотропные гормоны гипофиза - лютеинизирующий гормон (ЛГ), гонадотропин, фолликулостимулирующий гормон ФСГ регулируют деятельность половых желёз. (Наконец-то добрались и до них.) Тестостерон - основной андроген - вырабатывают семенники у мужчин, а у женщин - кора надпочечников и яичники. На стадии внутриутробного развития этот гормон у мужчин направляет дифференциацию половых органов, а в период полового созревания - развитие вторичных половых признаков, а также формирование мужской сексуальной ориентации.

У взрослых тестостерон обеспечивает нормальное функционирование половых органов. Кстати, семенники эмбриона мальчика вырабатывают ещё и фактор регрессии мюллеровых каналов - гормон, блокирующий развитие женской половой системы. Таким образом, в эмбриональном периоде развитие мальчика сопровождается химическими сигналами, которых нет у девочек, и отсюда в конечном счёте возникают все остальные различия. Как шутят по этому поводу специалисты, „чтобы получился мальчик, надо что-то сделать, если не делать ничего, получится девочка“. Эстрогены у женщин синтезируются в яичниках . Эстрадиол, один из основных эстрогенов, отвечает за формирование вторичных женских половых признаков и участвует в регуляции месячного цикла.

Прогестины (прогестерон и его производные) нужны и для регуляции цикла, и для нормального протекания беременности. Без оплодотворения в определённый период цикла и в первые 12 недель прогестерон синтезируют клетки жёлтого тела яичников, а затем - плацента. Прогестерон также секретируется в небольших количествах корой надпочечников и у мужчин - семенниками. Что характерно, прогестерон - промежуточное звено в синтезе андрогенов.

В яичниках синтезируется также и релаксин - гормон родов, отвечающий, например, за расслабление связок таза. Но пожалуй, ни одно вещество, содержащееся в организме человека, не вызывает у прекрасного пола столько эмоций, сколько хорионический гонадотропин. Плацента плода тоже может рассматриваться как эндокринный орган: она синтезирует и прогестин, и релаксин, и многие другие гормоны и гормоноподобные вещества. Будущий ребёнок постоянно обменивается сигналами с организмом матери, формируя подходящие для себя условия. Одна из ранних попыток зародыша наладить связь с мамой - как раз этот гликопротеин, хорионический гонадотропин, он же ХГТ или ХГ. Наличие его в крови или моче женщины означает, что пациентка в положении, а отсутствие - что беременность, увы (или ура), не наступила. В середине прошлого века этот судьбоносный анализ был совсем варварским: мочу женщины вводили мышам и смотрели, не проявились ли у зверушек симптомы беременности. Теперь он отличается элегантной простотой не надо даже идти к врачу, достаточно купить в аптеке тест на беременность, он же «стрип», - узкую полосочку в конверте, по сути, миниатюрную хроматографическую бумажку.

Трудно найти другой пример, когда совершенствование рутинной методики биохимического анализа так сильно повлияло бы на человеческие судьбы. Сколько благополучно сохранённых беременностей и сколько вовремя сделанных абортов… Ну да, вне всяких сомнений, аборт - это плохо. Но устроить так, чтобы люди не делали глупостей, не в компетенции медицины. С этим - к психологам, педагогам и экономистам. Врачи и учёные могут лишь минимизировать вред, наносимый глупостью.

Механизмы действия гормонов Когда гормон, находящийся в крови, достигает клетки-мишени, он вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами; рецепторы "считывают послание" организма, и в клетке начинают происходить определенные перемены. Каждому конкретному гормону соответствуют исключительно "свои" рецепторы, находящиеся в конкретных органах и тканях - только при взаимодействии гормона с ними образуется гормон-рецепторный комплекс.

Механизмы действия гормонов могут быть разными. Одну из групп составляют гормоны, которые соединяются с рецепторами, находящимися внутри клеток - как правило, в цитоплазме. К ним относятся гормоны с липофильными свойствами - например, стероидные гормоны (половые, глюко- и минералокортикоиды), а также гормоны щитовидной железы. Будучи жирорастворимыми, эти гормоны легко проникают через клеточную мембрану и начинают взаимодействовать с рецепторами в цитоплазме или ядре. Они слабо растворимы в воде, при транспорте по крови связываются с белками-носителями. Считается, что в этой группе гормонов гормон-рецепторный комплекс выполняет роль своеобразного внутриклеточного реле - образовавшись в клетке, он начинает взаимодействовать с хроматином, который находится в клеточных ядрах и состоит из ДНК и белка, и тем самым ускоряет или замедляет работу тех или иных генов. Избирательно влияя на конкретный ген, гормон изменяет концентрацию соответствующей РНК и белка, и вместе с тем корректирует процессы метаболизма.

Биологический результат действия каждого гормона весьма специфичен. Хотя в клетке-мишени гормоны изменяют обычно менее 1% белков и РНК, этого оказывается вполне достаточно для получения соответствующего физиологического эффекта. Большинство других гормонов характеризуются тремя особенностями:

  • они растворяются в воде;
  • не связываются с белками носителей;
  • начинают гормональный процесс, как только соединяются с рецептором, который может находиться в ядре клетки, ее цитоплазме или располагаться на поверхности плазматической мембраны.

В механизме действия гормон-рецепторного комплекса таких гормонов обязательно участвуют посредники, которые индуцируют ответ клетки. Наиболее важные из таких посредников - цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), инозитолтрифосфат, ионы кальция. Так, в среде, лишенной ионов кальция, или в клетках с недостаточным их количеством, действие многих гормонов ослабляется; при применении веществ, увеличивающих внутриклеточную концентрацию кальция, возникают эффекты, идентичные воздействию некоторых гормонов.

Участие ионов кальция как посредника обеспечивает воздействие на клетки таких гормонов, как вазопрессин и катехоламины. Однако есть гормоны, у которых внутриклеточный посредник до сих пор не обнаружен. Из наиболее известных таких гормонов можно назвать инсулин, у которого на роль посредника предлагали цАМФ и цГМФ, а также ионы кальция и даже перекись водорода, но убедительных доказательств в пользу какого-нибудь одного вещества до сих пор нет. Многие исследователи считают, что в таком случае посредниками могут выступать химические соединения, структура которых полностью отличается от структуры уже известных науке посредников. Выполнив свою задачу, гормоны либо расщепляются в клетках-мишенях или в крови, либо транспортируются в печень, где расщепляются, либо, наконец, удаляются из организма в основном с мочой (например, адреналин).

Организма. Это различные по своей природе вещества, способные передавать сигналы клеткам. Результатом данных взаимодействий являются изменение направлений и интенсивности метаболизма, рост и развитие организма, запуск важных функций или их угнетение и коррекция.

Гормон - это органическое химическое вещество, синтез которого протекает в эндокринных железах или в эндокринных участках желез смешанной секреции. Они выделяются непосредственно во внутреннюю среду, по которой распространяются и хаотично переносятся к органам-мишеням. Здесь они способны оказывать биологическое действие, которое реализуется посредством рецепторов. Потому каждый гормон имеет исключительную специфичность под определенный рецептор. Это означает, что данные вещества влияют на одну функцию или процесс в организме. Классификация гормонов по действию, тропности к тканям и по химической структуре это показывает более наглядно.

Общее представление о значении гормонов

Современная классификация гормонов рассматривает данные вещества с множества точек зрения. И они объединены в одном: гормонами называются лишь органические вещества, синтез которых протекает только в организме. Их наличие свойственно практически всем позвоночным, у которых регуляция функций тела также представляет собой сочетанную работу гуморальной и нервной систем. Причем в филогенезе гуморальная регуляторная система появилась раньше, нежели нервная. Еще у примитивных животных она имелась, хотя отвечала за самые базовые функции.

Гормоны и биологически активные вещества

Считается, что сама система биологических активных веществ (БАВ) и специфичных к ним рецепторов характерна даже для клетки. Однако понятия "гормон" и "БАВ" не тождественны. Гормоном называется БАВ, который секретируется во и оказывает эффект на отдаленную группу клеток. БАВ, в свою очередь, воздействует местно. Примерами БАВ, которые также называются гормоноподобными веществами, являются кейлоны. Эти вещества выделяются популяцией клеток, где ингибируют размножение и регулируют апоптоз. Примером БАВ также являются простогландины. Современная классификация гормонов выделяет для них специальную группу эйкозаноидов. Они предназначены для местной регуляции воспаления в тканях и для осуществления процессов гемостаза на уровне артериол.

Гормоны по химическому строению поделены на несколько групп. Это разделяет их и по механизму действия, потому как у данных веществ разные показатели тропности к воде и липидам. Итак, химическая классификация гормонов выглядит так:

  • пептидная группа (выделяются гипофизом, гипоталамусом, поджелудочной и паращитовидными железами);
  • стероидная группа (выделяются эндокринной частью мужских половых желез и корковыми участками надпочечников);
  • группа производных аминокислот (образуются щитовидной железой и мозговым надпочечниковым слоем);
  • группа эйкозаноидов (выделяются клетками, синтезируются из арахидоновой кислоты).

Примечательно, что половые гормоны женщин также внесены в группу стероидных. Однако стероидами они по большому счету не являются: влияние гормонов данного типа не связано с анаболическим эффектом. При этом их метаболизм не приводит к образованию 17-кетостероидов. Гормоны яичников хоть и похожи структурно на другие стероиды, но таковыми не являются. Поскольку они синтезируются из холестерина, то для упрощения базовых химических классификаций они причисляются к остальным стероидам.

Классификация по месту синтеза

Гормональные вещества можно разделить и по месту синтеза. Некоторые образуются в периферических тканях, тогда как другие - в центральной нервной системе. От этого зависит способ секреции и выделения веществ, что обуславливает особенности реализации их эффектов. Классификация гормонов по месту выглядит так:

  • гипоталамические ;
  • гипофизарные (тропные и окситоцин);
  • щитовидные (кальцитонин, тетрайодтиронин и трийодтиронин);
  • недпочечниковые (норадреналин, адреналин, альдостерон, кортизол, андрогены);
  • половые (эстрогены, андрогены);
  • поджелудочные (глюкагон, инсулин);
  • тканевые (лейкотриены, простагландины);
  • гормоны APUD (мотилин, гастрин и прочие).

Последняя группа гормональных веществ до конца не изучена. Она синтезируется в самой большой группе эндокринных желез, расположенных в верхних отделах кишечника, в печени и поджелудочной железе. Их целью является регуляция секреции экзокринных пищеварительных желез и моторики кишечника.

Классификация гормонов по типу эффекта

Различные гормональные вещества оказывают различное действие в биологических тканях. Они разделены на следующие группы:

  • регуляторы обмена веществ (глюкагон, трийодтиронин, тетрайодтиронин, кортизол, инсулин);
  • регуляторы функций других желез внутренней секреции (рилизинг-факторы гипоталамуса, тропные гормоны гипофиза);
  • регуляторы обмена кальция и фосфора (паратиреоидный и кальцитриол);
  • регуляторы водно-солевого равновесия (вазопрессин, альдостерон);
  • регуляторы репродуктивной функции (половые гормоны);
  • стрессорные гормоны (норадреналин, адреналин, кортизол);
  • регуляторы пределов и скорости роста, клеточного деления (соматотропин, инсулин, тетрайодтиронин);
  • регуляторы функций центральной нервной (кортизол, адренокортикотропный гормон, тестостерон).

Секреция и транспортировка гормонов

Секреция гормонов происходит сразу после их синтеза. Они попадают непосредственно в кровь или в тканевую жидкость. Последнее место секреции характерно для эйкозаноидов: они не должны действовать далеко от клетки, потому как регулируют функции целой тканевой популяции. А гормоны яичников, гипофиза, поджелудочной железы и другие должны с кровью разноситься по организму в поисках органов-мишеней, имеющих специфические для них рецепторы. Из крови они попадают в межклеточную жидкость, где направляются к клетке органа-мишени.

Передача сигнала на рецептор

Указанная выше классификация гормонов отражает эффекты действия веществ на ткани и органы. Хотя это возможно только после связывания химического вещества с рецептором. Последние бывают разными и располагаются как на поверхности клетки, так и в цитоплазме, на ядерной мембране и внутри ядра. Потому по способу передачи сигнала вещества делятся на два типа:

  • внеклеточный механизм передачи;
  • внутриклеточная передача сигнала.

Данная базовая классификация гормонов позволяет сделать выводы о скорости передачи сигналов. Например, внеклеточный механизм значительно быстрее, чем внутриклеточный. Он характерен для адреналина, норадреналина и других пептидных гормонов. Внутриклеточный механизм характерен для липофильных стероидов. Более того, выгода для организма достигается быстрее при синтезе именно пептидов. Ведь выработка гормонов-стероидов гораздо более медленная, а их механизм передачи сигнала тоже замедляется необходимостью синтеза и созревания белка.

Характеристика типов передачи сигналов

Внеклеточный механизм характерен для пептидных гормонов, которые не могут попасть за цитоплазматическую мембрану в цитоплазму без специфического белка-переносчика. Такового для него не предусмотрено, а сам сигнал передается через аденилатциклазную систему путем изменения конформации рецепторных комплексов.

Внутриклеточный механизм значительно более простой. Он осуществляется после проникновения липофильного вещества внутрь клетки, где оно встречается с цитоплазматическим рецептором. С ним он образует гормон-рецепторный комплекс, который проникает в ядро и оказывает воздействие на специфические гены. Их активация приводит к запуску белкового синтеза, что и является молекулярным эффектом данного гормона. Фактический эффект оказывается уже белком, который регулирует заданную функцию после своего синтеза и образования.

Сколько гормонов синтезирует организм человека, Вы узнаете из этой статьи.

Что такое гормоны?

Гормоны являют собой химические сигнальные вещества, которые выделяются эндокринной железой прямо в кровь и оказывают многогранное и сложное действие на весь организм или на отдельные его части – ткани и органы. Другими словами, это регуляторы некоторых процессов, происходящих в системах организма.

Сегодня науке известно и описано больше 150 гормонов. Согласно химическому строению выделяют 3 группы гормонов:

  • Белково – пептидные. К ним относят гормоны гипофиза и гипоталамуса, паращитовидной и поджелудочной желез, а также гормон кальцитонин.
  • Производные аминокислот . К ним относят амины, синтезирующиеся в мозговом слое надпочечников — норадреналин и адреналин; в эпифизе — мелатонин; в щитовидной железе – тироксин и трииодтиронин.
  • Стероидные гормоны . Они синтезируются в половых железах и коре надпочечников. Выделяют: прогестерон, тестостерон, андрогены, эстрогены и гормоны коры надпочечников.

Сколько гормонов у человека?

Гормоны человека в зависимости от механизма и синтеза их действия подразделяют на 4 группы:

  1. Нейросекреторные гормоны . Их вырабатывают плацента, а также нервные клетки в гипофизе и гипоталамусе.
  2. Гландулярные гормоны. Их вырабатывают щитовидная железа, надпочечники, яичники.
  3. Гландотропные гормоны . Их вырабатывает эндокринная система.
  4. Тканевые гормоны . К ним относят цитокины, соматомедины, гормон роста.

В человеческом организме имеется около 100 гормонов и веществ, которые составляют гормональный фон. Самыми распространенными являются – серотонин, мелатонин, ренин, альдостерон, секретин, вазопрессин, глюкагон, инсулин, пептид.

Но количество гормонов у каждого человека разное. Их количество зависит от пола, возраста и состояния здоровья. В среднем у каждого человека синтезируется около 50 гормонов.

Впервые гормоны были полно описаны в книге «Гормоны и их эффекты» под авторством В.Верина и В. Иванова. В ней изложена суть и действие всех 74 гормонов, вырабатываемых организмом человека.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, сколько гормонов у человека.

Все железы и клетки, выделяющие гормоны, объединены в эндокринную систему.

Полный перечень гормонов и их функции представлены в этой таблице:

Гормон

Какой железой вырабатывается

Функция

Адренокортикотропный гормон Гипофиз Управляет секрецией гормонов коры надпочечников
Альдостерон Надпочечники Участвует в регуляции водно-солевого обмена: удерживает натрий и воду, выводит калий
Вазопрессин (антидиуретический гормон) Гипофиз Регулирует количество выделяемой мочи и вместе с альдостероном контролирует артериальное давление
Глюкагон Поджелудочная железа Повышает уровень глюкозы в крови
Гормон роста Гипофиз Управляет процессами роста и развития; стимулирует синтез белков
Инсулин Поджелудочная железа Понижает уровень глюкозы в крови; влияет на обмен углеводов, белков и жиров в организме
Кортикостероиды Надпочечники Оказывают действие на весь организм; обладают выраженными противовоспалительными свойствами; поддерживают уровень сахара в крови, артериальное давление и мышечный тонус; участвуют в регуляции водно-солевого обмена
Лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон Гипофиз Управляют детородными функциями, в том числе выработкой спермы у мужчин, созреванием яйцеклетки и менструальным циклом у женщин; ответственны за формирование мужских и женских вторичных половых признаков (распределение участков роста волос, объем мышечной массы, строение и толщина кожи, тембр голоса и, возможно, даже черты личности)
Окситоцин Гипофиз Вызывает сокращение мышц матки и протоков молочных желез
Паратгормон Паращитовидные железы Управляет формированием костей и регулирует выведение кальция и фосфора с мочой
Прогестерон Яичники Готовит внутреннюю оболочку матки для внедрения оплодотворенной яйцеклетки, а молочные железы — к выработке молока
Пролактин Гипофиз Вызывает и поддерживает выработку молока в молочных железах
Ренин и ангиотензин Почки Контролируют артериальное давление
Тиреоидные гормоны Щитовидная железа Регулируют процессы роста и созревания, скорость обменных процессов в организме
Тиреотропный гормон Гипофиз Стимулирует выработку и секрецию гормонов щитовидной железы
Эритропоэтин Почки Стимулирует образование эритроцитов
Эстрогены Яичники Управляют развитием женских половых органов и вторичных половых признаков

Эндокринная система работает под контролем центральной нервной системы и совместно с ней осуществляет регуляцию и координацию функций организма. Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка регулирующих факторов.

С помощью выделения гормонов эндокринная система, вместе с нервной, обеспечивает существование организма как единого целого. Рассмотрим такой пример. Если бы не было эндокринной системы, то весь организм представлял бы собой бесконечно запутанную цепь “проводов” - нервных волокон. При этом по множеству “проводов” пришлось бы последовательно отдавать одну-единственную команду, которую можно передать в виде одной “команды”, переданной “по радио”, сразу многим клеткам.

Эндокринные клетки производят гормоны и выделяют их в кровь, а клетки нервной системы (нейроны ) вырабатывают биологически активные вещества (нейромедиаторы - норадреналин , ацетилхолин , серотонин и другие), выделяющиеся в синаптические щели .

Связующим звеном между эндокринной и нервной системами служит гипоталамус, являющийся одновременно и нервным образованием, и эндокринной железой.

Гипоталамус - высший центр эндокринной системы.

Он контролирует и объединяет эндокринные механизмы регуляции с нервными, являясь также мозговым центром вегетативной нервной системы . В гипоталамусе находятся нейроны, способные вырабатывать особые вещества - нейрогормоны , регулирующие выделение гормонов другими эндокринными железами. Центральным органом эндокринной системы является также гипофиз. Остальные эндокринные железы относят к периферическим органам эндокринной системы.

Как видно из рисунка 1 , в ответ на информацию, поступающую от центральной и вегетативной нервной системы, гипоталамус выделяет специальные вещества - нейрогормоны, которые “дают команду” гипофизу ускорить или замедлить выработку стимулирующих гормонов.


Рисунок 1. Гипоталамо-гипофизарная система эндокринной регуляции:
ТТГ - тиреотропный гормон;
АКТГ - адренокортикотропный гормон;
ФСГ - фолликулостимулирующий гормон;
ЛГ - лютенизирующий гормон;
СТГ - соматотропный гормон;
ЛТГ - лютеотропный гормон (пролактин);
АДГ - антидиуретический гормон (вазопрессин)

К основным стимулирующим гормонам гипофиза относятся тиреотропный, адренокортикотропный, фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и соматотропный.Кроме того, гипоталамус может посылать сигналы непосредственно периферическим эндокринным железам без участия гипофиза.

Тиреотропный гормон действует на щитовидную и паращитовидные железы. Он активизирует синтез и выделение тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина ), а также гормона кальцитонина (который участвует в кальциевом обмене и вызывает снижение содержания кальция в крови) щитовидной железой.

Паращитовидные железы вырабатывают паратгормон , который участвует в регуляции обмена кальция и фосфора.

Адренокортикотропный гормон стимулирует выработку кортикостероидов (глюкокортикоидов иминералокортикоидов ) корковым веществом надпочечников. Кроме того, клетки коркового вещества надпочечника вырабатывают андрогены , эстрогены и прогестерон (в небольших количествах), ответственные, наряду с аналогичными гормонами половых желез, за развитие вторичных половых признаков. Клетки мозгового вещества надпочечника синтезируют адреналин , норадреналин и дофамин .

Фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны стимулируют половые функции и выработку гормонов половыми железами. Яичники женщин продуцируют эстрогены, прогестерон, андрогены, а яички мужчин - андрогены.

Соматотропный гормон стимулирует рост организма в целом и его отдельных органов (в том числе рост скелета) и выработку одного из гормонов поджелудочной железы - соматостостатина , подавляющего выделение поджелудочной железой инсулина , глюкагона и пищеварительных ферментов. В поджелудочной железе имеются 2 вида специализированных клеток, сгруппированных в виде мельчайших островков (островки Лангерганса смотри рисунок 2 , вид Г ).

Это альфа-клетки, которые синтезируют гормон глюкагон, и бета-клетки, продуцирующие гормон инсулин. Инсулин и глюкагон регулируют углеводный обмен (то есть уровень глюкозы в крови).

Стимулирующие гормоны активизируют функции периферических эндокринных желез, побуждая их к выделению гормонов, участвующих в регуляции основных процессов жизнедеятельности организма.

Интересно, что избыток гормонов, вырабатываемых периферическими эндокринными железами, подавляет выделение соответствующего “тропного” гормона гипофиза. Это яркая иллюстрация универсального регулирующего механизма в живых организмах, обозначаемого как отрицательная обратная связь .

Помимо стимулирующих гормонов, гипофиз вырабатывает также гормоны, непосредственно участвующие в контроле жизненных функций организма. К таким гормонам относятся: соматотропный гормон (о котором мы уже упоминали выше), лютеотропный гормон, антидиуретический гормон, окситоцин и другие.

Лютеотропный гормон (пролактин) контролирует выработку молока в молочных железах.

Антидиуретический гормон (вазопрессин) задерживает выведение жидкости из организма и повышает артериальное давление крови.

Окситоцин вызывает сокращение матки и стимулирует выделение молока молочными железами.

Недостаток гормонов гипофиза в организме компенсируют лекарственными средствами, которые восполняют их дефицит или имитируют их действие: или обладают гонадотропными свойствами, действуя подобно эндогенному вазопрессину. Лекарства применяют и в тех случаях, когда по каким-то причинам нужно подавить активность гормонов гипофиза - тогда блокируется гонадотропная функция гипофиза и подавляется высвобождение лютеинизирующего и фоликулостимулирующего гормонов.

Уровень некоторых гормонов, контролируемых гипофизом, подвержен циклическим колебаниям. Так, менструальный цикл у женщин определяется месячными колебаниями уровня лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, которые вырабатываются в гипофизе и воздействуют на яичники. Соответственно уровень гормонов яичников - эстрогенов и прогестерона - колеблется в таком же ритме. Каким образом гипоталамус и гипофиз управляют этими биоритмами - до конца не ясно.

Есть и такие гормоны, выработка которых изменяется по еще не понятным до конца причинам. Так, уровень кортикостероидов и гормона роста почему-то колеблется в течение суток: достигает максимума утром, а минимума - в полдень.

Механизм действия гормонов. Гормон связывается рецепторами в клетках-мишенях, при этом активируются внутриклеточные ферменты, что приводит клетку-мишень в состояние функционального возбуждения. Избыточное количество гормона действует на вырабатывающую его железу или через вегетативную нервную систему на гипоталамус, побуждая их к снижению выработки этого гормона (опять отрицательная обратная связь!).

Дружная и слаженная работа всех органов эндокринной системы является залогом нормальной жизнедеятельности нашего организма.

Наоборот, любой сбой в синтезе гормонов или нарушение функций эндокринной системы приводит к неприятным для здоровья последствиям. Например, при недостатке соматотропина, выделяемого гипофизом, ребенок остается карликом.

Всемирной организацией здравоохранения установлен рост среднего человека - 160 см (у женщин) и 170 см (у мужчин). Человек ниже 140 см или выше 195 см считается уже очень низким или очень высоким. Известно, что римский император Маскимилиан имел рост 2,5 м, а египетская карлица Агибе была ростом всего 38 см!

Недостаток гормонов щитовидной железы у детей приводит к развитию умственной отсталости, а у взрослых - к замедлению обмена веществ, снижению температуры тела, появлению отеков.

Известно, что при стрессе увеличивается выработка кортикостероидов и развивается “синдром недомогания”. Возможности организма приспосабливаться (адаптироваться) к стрессу во многом зависят от способности эндокринной системы быстро отвечать снижением выработки кортикостероидов.

При недостатке инсулина, производимого поджелудочной железой, возникает тяжелое заболевание - диабет.

Стоит отметить, что по мере старения (естественного угасания организма) складываются различные соотношения гормональных компонентов в организме.

Так наблюдается уменьшение образование одних гормонов и увеличение других. Уменьшение активности эндокринных органов происходит с разной скоростью: к 13-15 годам - наступает атрофия вилочковой железы, концентрация в плазме крови тестостерона у мужчин постепенно снижается уже после 18 лет, секреция эстрогенов у женщин уменьшается после 30 лет; продукция гормонов щитовидной железы ограничивается только к 60-65 годам.

Половые гормоны. Существуют два вида половых гормонов - мужские (андрогены) и женские (эстрогены). В организме и у мужчин, и у женщин присутствуют оба вида. От их соотношения зависит развитие половых органов и формирование вторичных половых признаков в подростковый период (увеличение грудных желез у девочек, появление волос на лице и огрубение голоса у мальчиков и тому подобное). Вам, наверное, приходилось видеть на улице, в транспорте старушек с грубым голосом, усиками и даже бородкой. Объясняется это достаточно просто. С возрастом у женщин снижается выработка эстрогенов (женских половых гормонов), и может случиться, что мужские половые гормоны (андрогены) станут преобладать над женскими. Отсюда - и огрубение голоса, и избыточное оволосение (гирсутизм).

Как известно мужчины, больные алкоголизмом страдают выраженной феминизацией (вплоть до увеличения грудных желез) и импотенцией. Это тоже результат протекания гормональных процессов. Многократный прием алкоголя мужчинами приводит к подавлению функции яичек и снижению в крови концентрации мужского полового гормона - тестостерона , которому мы обязаны чувством страсти и полового влечения. Одновременно надпочечники увеличивают выработку веществ, близких по строению к тестостерону, но не оказывающих на мужскую половую систему активирующего (андрогенного) действия. Это обманывает гипофиз, и он уменьшает свое стимулирующее влияние на надпочечники. В результате выработка тестостерона еще более уменьшается. При этом введение тестостерона мало помогает, так как в организме алкоголика печень превращает его в женский половой гормон (эстрон ). Получается, что лечение только ухудшит результат. Так что мужчинам приходится выбирать, что для них важнее: секс или алкоголь.

Трудно переоценить роль гормонов. Их работу можно сравнить с игрой оркестра, когда любой сбой или фальшивая нота нарушают гармонию.

Гормоны – вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и выделяемые в кровь, механизм их действия. Эндокринная система – совокупность эндокринных желез, обеспечивающих выработку гормонов. Половые гормоны.

Для нормальной жизнедеятельности человеку нужно множество веществ, которые поступают из внешней среды (пища, воздух, вода) или синтезируются внутри организма. При недостатке этих веществ в организме возникают различные нарушения, которые могут приводить к серьезным заболеваниям. К числу таких веществ, синтезируемых эндокринными железами внутри организма, относятся гормоны .

Прежде всего следует отметить, что у человека и животных есть два типа желез. Железы одного типа – слезные, слюнные, потовые и другие – выделяют вырабатываемый ими секрет наружу и называются экзокринными (от греческого exo – вне, снаружи, krino – выделять). Железы же второго типа выбрасывают синтезируемые в них вещества в омывающую их кровь. Эти железы назвали эндокринными (от греческого endon – внутри), а вещества, выбрасываемые в кровь, – гормонами.

Таким образом, гормоны (от греческого hormaino – приводить в движение, побуждать) – биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами (смотри рисунок 1.5.15) или специальными клетками в тканях. Такие клетки можно обнаружить в сердце, желудке, кишечнике, слюнных железах, почках, печени и в других органах. Гормоны высвобождаются в кровоток и оказывают действие на клетки органов-мишеней, находящихся на удалении, либо непосредственно на месте их образования (местные гормоны).

Гормоны вырабатываются в небольших количествах, но длительное время сохраняются в активном состоянии и с током крови разносятся по всему организму. Основные функции гормонов это:

– поддержание внутренней среды организма;

– участие в обменных процессах;

– регуляция роста и развития организма.

Полный перечень гормонов и их функции представлены в таблице 1.5.2.

Таблица 1.5.2. Основные гормоны
Гормон Какой железой вырабатывается Функция
Адренокортикотропный гормон Гипофиз Управляет секрецией гормонов коры надпочечников
Альдостерон Надпочечники Участвует в регуляции водно-солевого обмена: удерживает натрий и воду, выводит калий
Вазопрессин (антидиуретический гормон) Гипофиз Регулирует количество выделяемой мочи и вместе с альдостероном контролирует артериальное давление
Глюкагон Поджелудочная железа Повышает уровень глюкозы в крови
Гормон роста Гипофиз Управляет процессами роста и развития; стимулирует синтез белков
Инсулин Поджелудочная железа Понижает уровень глюкозы в крови; влияет на обмен углеводов, белков и жиров в организме
Кортикостероиды Надпочечники Оказывают действие на весь организм; обладают выраженными противовоспалительными свойствами; поддерживают уровень сахара в крови, артериальное давление и мышечный тонус; участвуют в регуляции водно-солевого обмена
Лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон Гипофиз Управляют детородными функциями, в том числе выработкой спермы у мужчин, созреванием яйцеклетки и менструальным циклом у женщин; ответственны за формирование мужских и женских вторичных половых признаков (распределение участков роста волос, объем мышечной массы, строение и толщина кожи, тембр голоса и, возможно, даже черты личности)
Окситоцин Гипофиз Вызывает сокращение мышц матки и протоков молочных желез
Паратгормон Паращитовидные железы Управляет формированием костей и регулирует выведение кальция и фосфора с мочой
Прогестерон Яичники Готовит внутреннюю оболочку матки для внедрения оплодотворенной яйцеклетки, а молочные железы - к выработке молока
Пролактин Гипофиз Вызывает и поддерживает выработку молока в молочных железах
Ренин и ангиотензин Почки Контролируют артериальное давление
Тиреоидные гормоны Щитовидная железа Регулируют процессы роста и созревания, скорость обменных процессов в организме
Тиреотропный гормон Гипофиз Стимулирует выработку и секрецию гормонов щитовидной железы
Эритропоэтин Почки Стимулирует образование эритроцитов
Эстрогены Яичники Управляют развитием женских половых органов и вторичных половых признаков

Строение эндокринной системы. На рисунке 1.5.15 изображены железы, которые вырабатывают гормоны: гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочная железа, яичники (у женщин) и яички (у мужчин). Все железы и клетки, выделяющие гормоны, объединены в эндокринную систему.

Связующим звеном между эндокринной и нервной системами служит гипоталамус, являющийся одновременно и нервным образованием, и эндокринной железой.

Он контролирует и объединяет эндокринные механизмы регуляции с нервными, являясь также мозговым центром вегетативной нервной системы . В гипоталамусе находятся нейроны, способные вырабатывать особые вещества – нейрогормоны , регулирующие выделение гормонов другими эндокринными железами. Центральным органом эндокринной системы является также гипофиз. Остальные эндокринные железы относят к периферическим органам эндокринной системы.

Фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны стимулируют половые функции и выработку гормонов половыми железами. Яичники женщин продуцируют эстрогены, прогестерон, андрогены, а яички мужчин – андрогены.

Рассказать друзьям