Гормоны

ГОРМОНЫ

Авторы: Ю.А. Панков

ГОРМОНЫ животных (от греч. ὁρ µ άω - приводить в движение, побуждать), группа биологически активных веществ, которые секретируются специализир. органами (железами внутр. секреции), скоплениями специализир. клеток или отд. клетками. Участвуют в регуляции метаболич. активности клеток и координации функций разл. органов и тканей. Многие Г., в т. ч. выделяемые железами, поступают в кровь и действуют на другие органы и ткани, расположенные на значит. расстоянии от места их синтеза. Некоторые Г. способны проявлять местное действие и влиять на состояние близлежащих клеток (паракринный эффект), а также на клетки, в которых они образуются (аутокринный эффект). В этом случае их часто называют гормоноидами, тканевыми Г., или парагормонами. К их числу, напр., относятся гистамин и серотонин, брадикинин, простагландины и мн. другие Г. Физиологически активные вещества, вырабатываемые клетками нервной ткани, называют нейрогормонами. В ряде случаев одни и те же вещества могут выполнять функцию и Г., и медиаторов (напр., дофамин, серотонин и некоторые пептидные Г.). Основные гормоны человека и их физиологический эффект Химическая природа Гормон Место образования (железа) Физиологический эффект Рилизинг-гормоны (либерины) Гипоталамус Регулируют секрецию гормонов аденогипофиза Статины Ингибируют образование тропных гормонов гипофиза Облегчает обратное Пептиды и Вазопрессин Образуются в гипоталамусе, выделяются задней долей гипофиза всасывание воды в почках; повышает кровяное давление Окситоцин Стимулирует сокращение матки, изгнание плода при родах Кортикотропин (адренокортикотропный гормон) Гипофиз (передняя доля) Стимулирует синтез и секрецию гормонов коры надпочечников Фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон) Стимулирует рост фолликулов в яичнике женщины, образование спермы у мужчин Лютропин (лютеинизирующий гормон) У женщин стимулирует развитие жёлтого тела после овуляции и образование в нём прогестерона; у мужчин вызывает секрецию андрогенов Пролактин (лактогенный гормон) Стимулирует развитие молочных желёз и продукцию молока после родов Тиреотропин (тиреотропный гормон) Способствует образованию и секреции тиреоидных гормонов щитовидной железой Соматотропин (гормон роста) Ускоряет рост тела благодаря интенсификации процесса синтеза белка; влияет на белки обмен углеводов и жиров Липотропин (липотропный гормон) Регулирует жировой обмен Меланотропины Гипофиз (промежуточная доля) Стимулируют синтез меланинов, увеличение размеров и количества пигментных клеток в кожных покровах Паратгормон (паратиреоидный гормон, паратирин) Паращитовидные железы Один из основных регуляторов обмена фосфора и кальция Кальцитонин Щитовидная железа Регулирует обмен фосфора и кальция, влияя гл. обр. на костную ткань Инсулин Поджелудочная железа (при высоком содержании глюкозы в крови) Важнейший регулятор углеводного обмена; способствует превращению глюкозы в гликоген печени и мышц; влияет на синтез белков и жиров; ускоряет проникновение глюкозы в клетки, снижая тем самым её концентрацию в крови Глюкагон Поджелудочная железа (при низком содержании глюкозы в крови) Способствует распаду гликогена печени до глюкозы и превращению аминокислот и жирных кислот в глюкозу Гастрин Желудок Стимулирует секрецию желудочного сока Холецистокинин Тонкий кишечник (верхний отдел) Усиливает секрецию пищеварительных ферментов и сокращение жёлчного пузыря Секретин Усиливает секрецию сока поджелудочной железой Производные аминокислот Тиреоидные гормоны (тироксин, трииодтиронин) Щитовидная железа Ускоряют обмен веществ и потребление кислорода в тканях Адреналин (эпинефрин) Надпочечники (мозговое вещество) Повышает частоту и силу сердечных сокращений и артериальное давление, стимулирует распад гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь; повышает интенсивность гликолиза в скелетных мышцах; способствует распаду жиров; уменьшает перистальтику желудка и кишечника Норадреналин (норэпинефрин) Повышает тонус артериол и артериальное давление Минералокортикоиды (альдостерон) Кора надпочечников Поддерживают водно- солевой баланс Глюкокортикоиды (кортизол, кортикостерон) Мощные регуляторы углеводного и белкового обмена, повышают устойчивость организма к различным воздействиям Стероиды Андрогены (тестостерон) Семенники (в небольших количествах надпочечники и яичники) Стимулируют рост и созревание организма, развитие вторичных половых признаков; поддерживают функционирование половой системы Эстрогены (эстрадиол, эстрон) Яичники (в небольших количествах надпочечники и семенники) Стимулируют рост и созревание организма, женский половой цикл, развитие протоков молочной железы Прогестерон Яичники, плацента Подготавливает стенки матки к имплантации оплодотворённого яйца; обеспечивает нормальное протекание беременности, родов и лактации у млекопитающих; участвует в половых циклах Г. характеризуются высокой биологич. активностью (действуют в очень низких концентрациях - 10 -6 -10 -12 моль/дм 3) и специфичностью (даже очень близкие по химич. структуре Г. часто проявляют разные биологич. эффекты). Под контролем Г. протекают все этапы развития животных, все осн. процессы жизнедеятельности; они обеспечивают нормальный рост органов и тканей, формирование клеточного фенотипа и дифференцировку тканей, формирование пола и размножение, адаптацию к меняющимся условиям внешней среды, поведенческие реакции, а также поддержание внутр. среды организма (гомеостаза). Совокупность регулирующего воздействия разных Г. на функции организма называется гормональной регуляцией. Некоторые Г. по-разному воздействуют на разл. ткани. У позвоночных, напр., инсулин повышает потребление глюкозы и её окисление в мышечных клетках, липогенез - в жировой ткани, транспорт аминокислот - в клетках печени и лимфоцитах, синтез белка - в печени и мышцах и т. д. К кон. 1980-х гг. в науке сформировалось убеждение, что у высокоразвитых животных и человека железы внутр. секреции и синтезируемые ими Г. образуют единую эндокринную систему; общий контроль над периферическими железами осуществляет гипоталамус, который получает информацию из разных отделов головного мозга и из омывающей его крови. Образуемые в нём рилизинг-гормоны и статины выполняют роль связующего звена между нервной и эндокринной системами. Они регулируют (усиливают или тормозят) выделение гипофизом тропных Г., которые, в свою очередь, стимулируют выделение периферич. железами (щитовидной железой, корой надпочечников, половыми железами) Г., оказывающих непосредственное регулирующее влияние на разл. органы и ткани. Все уровни этой системы связаны между собой механизмами обратной связи: избыток Г. в крови приводит к приостановке его выделения железой, а дефицит - к стимуляции выделения. Кроме того, важную роль в регуляции играют медиаторы симпатич. и парасимпатич. нервных волокон (напр., в случае стресса в ответ на нервные импульсы мозговое вещество надпочечников увеличивает секрецию адреналина и норадреналина). Выделение ряда Г. может регулироваться соотношением гормонов-антагонистов (напр., инсулин - глюкагон), а также содержанием в крови специфич. метаболитов (напр., избыток глюкозы стимулирует секрецию поджелудочной железой инсулина). Некоторые, вырабатываемые в гипоталамусе (вазопрессин и окситоцин) и гипофизе (соматотропин и пролактин) пептидные Г. проявляют действие на периферии и воздействуют непосредственно на органы- и ткани-мишени. Первоначально полагали, что Г. выделяются только железами внутр. секреции. Однако в кон. 20 в. были открыты Г., которые секретируются в кровь др. органами и тканями. Напр., инсулиноподобные ростовые факторы (ИРФ) вырабатываются печенью и др. органами; они сходны по химич. структуре и механизму действия с инсулином, но выполняют др. физиологич. функции, которые контролируются соматотропином. Разл. органы секретируют в кровь ряд эпидермальных ростовых факторов (ускоряют заживление ран, рост мышц и кровеносных сосудов и т. д.), продуцируют фактор роста эндотелия сосудов, способствующий росту и формированию кровеносных сосудов. Клетки сердечно-сосудистой системы выделяют натрий-уретические Г., которые усиливают выведение ионов натрия из организма, вызывают расширение сосудов, участвуют в регуляции роста костной ткани, контролируют др. функции. В сердечной мышце в значит. количествах вырабатывается адреномедуллин, а также белок, сходный с паратгормоном. Оба эти Г., как и натрий-уретические Г., индуцируют расширение сосудов, и с их помощью сердце регулирует кровяное давление, а нарушение функции этих Г. вызывает развитие злокачественной гипертонии в сочетании с разл. формами пороков сердца. В стенках кровеносных сосудов образуются три типа эндотелинов (один из них сужает кровеносные сосуды, два других обладают противоположным действием). Синтезируемые в жировой ткани лептин и адипонектин активируют липидный обмен, стимулируют окисление жиров, участвуют в регуляции иммунной системы, выполняют др. функции. Адипонектин проявляет также гипотензивное действие, препятствует образованию склеротических бляшек и развитию атеросклероза. Многие Г. выделяются клетками желудочно-кишечного тракта (см. Гастроинтестинальные гормоны). Описана группа ядерных рецепторов, взаимодействующих с простагландинами и ненасыщенными жирными кислотами; это свидетельствует о том, что гормональными свойствами обладают также поступающие в организм с пищей ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линоленовая, арахидоновая и др.). К «пищевым гормонам» относится также витамин D, участвующий в регуляции минер. обмена. По химич. природе Г. позвоночных животных, в т. ч. человека, делят на три осн. группы: 1) пептидные и белковые, среди которых встречаются как простые (инсулин, соматотропин, пролактин и др.), так и сложные (гликопротеины - тиреотропный гормон, лютропин и фоллитропин) белки; 2) производные аминокислот (адреналин, норадреналин, тиреоидные Г.- тироксин, трииодтиронин); 3) стероидные (половые Г. и кортикостероиды). Г. действуют как сигнальные вещества, переносящие соответствующую информацию (сигнал) в клетки-мишени. Их действие реализуется через связывание со специфическими для данного Г. рецепторными белками, расположенными на поверхности или внутри клеток-мишеней. Белковые и пептидные Г., адреналин и норадреналин взаимодействуют с рецепторами, встроенными в клеточные мембраны. При этом сначала происходит высвобождение внутрь клетки т. н. вторичных посредников (мессенджеров), в роли которых могут выступать циклич. 3 ′ -, 5 ′ -аденозинмонофосфат (цАМФ), циклич. 3 ′ -, 5 ′ -гуанозинмонофосфат (цГМФ) и фосфоинозитиды. Они запускают внутриклеточный каскадный механизм - цепь ферментативных реакций, усиливающих исходный сигнал путём регуляции активности ферментов, фосфорилирующих разл. белки (чаще всего др. ферменты). Напр., взаимодействие адреналина со своим рецептором сопровождается повышением уровня цАМФ и приводит к активации внутриклеточной цАМФ-зависимой протеинкиназы; последняя фосфорилирует (активирует) фермент киназу, а та, в свою очередь - ещё один фермент, фосфорилазу, обеспечивающую распад (фосфоролиз) гликогена с образованием глюкозо- 1 -фосфата. По аналогичному механизму действуют вазопрессин, тиреотропин, глюкагон, лютропин, фоллитропин и мн. другие (см. Циклические нуклеотиды). Стероидные Г. и производные тирозина - тиреоидные Г., будучи липофильными соединениями, свободно проходят через клеточную мембрану и связываются с рецепторами, находящимися в цитоплазме или ядре клеток. Образовавшиеся комплексы гормонов с рецепторами взаимодействуют с регуляторными участками генов и тормозят или активируют их экспрессию. Недостаточное или избыточное выделение Г. приводит к эндокринным заболеваниям. С нарушениями гормональной регуляции во многом связаны процессы старения, развитие сердечно-сосудистых и др. болезней. Снижение секреции инсулина, напр., вызывает сахарный диабет, уменьшение секреции тиреоидных гормонов - аддисонову болезнь, снижение продукции гормона роста - нанизм, а избыточная секреция гормона роста в раннем возрасте приводит к гигантизму, у взрослых людей - к акромегалии. Наука о Г. - эндокринология. О гормонах растений см. Фитогормоны.

Литература Лит.: Взаимодействие гормонов с рецепторами: Молекулярные аспекты. М., 1979; Ткачук В.А. Введение в молекулярную эндокринологию. М., 1983; Панков Ю.А. Гормоны - регуляторы жизни в современной молекулярной эндокринологии // Биохимия. 1998. Т. 63. № 12; Молекулярная эндокринология: Фундаментальные исследования и их отражение в клинике. М., 2003; Панков Ю.А. Белковые гормоны, рецепторы и другие белки в механизмах гормональной регуляции // Биомедицинская химия. 2004. Т. 50. № 2; Смирнов А.Н. Элементы эндокринной регуляции. М., 2006.

Источники: [ БРЭ ] [ P ] [ B ] и дополнительная информация: [ W ] [ G ] [ Y ]