Все о гормонах: какие бывают, как работают, как их используют в медицине?
Андрей Смирнов СПИД.ЦЕНТР
Наши тела состоят из миллионов клеток, и для слаженной работы им постоянно нужно обмениваться информацией, чтобы координировать работу разных органов. Для этого у нас есть два принципиально разных канала передачи информации: нервный (с помощью нервных импульсов) и гуморальный — с помощью гормонов и некоторых других веществ. «СПИД.ЦЕНТР» публикует подробный разбор устройства гормонов и их использования в лечении.
Зачем нужны гормоны? Какую роль они играют в организме?
Наши тела состоят из миллионов клеток, и для слаженной работы им постоянно нужно обмениваться информацией, чтобы координировать работу разных органов. Для этого у нас есть два принципиально разных канала передачи информации: нервный (с помощью нервных импульсов) и гуморальный — с помощью гормонов и некоторых других веществ.
Что вы делаете, если нужно сообщить человеку информацию, но он находится на другом конце города? Проще всего позвонить или написать сообщение. Для похожих целей в нашем организме используется нервная система — когда мы хотим, например, поднять руку, мозг «звонит» определенным мышечным волокнам через «телефонные провода» — нервы — и отдает соответствующую команду. Но как быть, если нужно передать какое-то сообщение сразу всем жителям города? Звонить каждому — слишком долго. Для этого у нашего организма есть свои СМИ — их функцию выполняют гормоны.
Название гуморального пути передачи информации происходит от латинского слова humor — «жидкость», так как в этом случае регулирующее вещество (гормон) вырабатывается одними клетками и попадает в жидкие среды организма (кровь, лимфу, межтканевую жидкость). Когда он по ним распространяется, то оказывает влияние на работу других клеток (клеток-мишеней).
Гуморальный путь регуляции эволюционно гораздо более древний, чем нервный. Еще в первых многоклеточных организмах клетки научились общаться между собой с помощью специальных веществ задолго до возникновения прообраза нервной системы.
Чем отличается нервная регуляция от гормональной?
Нервная регуляция работает гораздо быстрее — импульс по нервным волокнам передается за доли секунды. А между тем, как гормон выделится, попадет в кровь и доберется до клетки-мишени, могут проходить десятки секунд. При этом гормоны действуют на мишени гораздо дольше, до тех пор, пока будут оставаться в крови. Это могут быть минуты, часы или даже дни.
К тому же нервная регуляция узконаправленная — нервный импульс передается только определенным группам клеток, связанным нервным окончанием. А когда гормон выделился в кровь, он может влиять на любую клетку с подходящим рецептором.
Где в организме вырабатываются гормоны
Поэтому, когда информацию нужно передавать быстро и точно, используется нервный путь, но если надо охватить сразу много клеток, то гуморальный. Например, во время ходьбы мозгу нужно очень быстро и точно напрягать и расслаблять десятки разных мышц, причем каждую их них — в строго определенный момент времени. Для этого отлично подходят нервные импульсы. Но чтобы отрегулировать уровень глюкозы в крови, нужно сообщить сразу всем клеткам организма, с какой скоростью они эту глюкозу могут из крови поглощать, и это гораздо удобнее сделать с помощью гормона.
В нашем организме оба пути регуляции объединены в общую систему нейрогуморальной регуляции и работают синхронно под контролем центральной нервной системы, гипоталамуса и гипофиза.
Чем гормоны отличаются друг от друга?
С точки зрения химической природы гормоны очень сильно различаются — они могут быть производными аминокислот (тироксин, адреналин), стероидами (кортизол, половые гормоны), полипептидами и белками (окситоцин, инсулин). При этом у всех гормонов есть общие свойства.
Гормоны секретируются специализированными железами и влияют на работу других органов и клеток за пределами самой железы.
Гормоны влияют на работу органов и клеток в очень маленьких концентрациях.
Гормоны влияют на клетки, связываясь с рецепторами — специальными белками на поверхности клеток. Если у клетки нет рецептора для соответствующего гормона, она никак не отреагирует на этот гормон.
Гормоны действуют через изменение скорости синтеза ферментов в клетках или через изменение скорости ферментативных реакций в клетках, но при этом сами не являются ферментами.
Как правило, у гормонов много различных физиологических эффектов и они по-разному влияют на органы и ткани.
То или иное вещество может не всегда выступать как гормон. Например, норадреналин — это гормон надпочечников, он влияет на тонус сосудов, работу сердца и других органов. В то же время он выделяется в синапсах и участвует в передаче сигналов между нейронами — в этом случае он уже играет роль нейромедиатора, а не гормона.
Где вырабатываются гормоны?
Большинство из них вырабатываются в специальных органах — железах внутренней секреции, или эндокринных железах. Основные из них:
Работа эндокринных желез регулируется гипоталамусом и гипофизом. В общем виде это выглядит так: гипоталамус под влиянием нервных импульсов выделяет специальные вещества — рилизинг-факторы. Они стимулируют выработку гормонов гипофиза (тропинов, или тропных гормонов), и уже под их влиянием другие железы начинают секретировать свои гормоны.
Важный элемент регуляции работы эндокринных желез — отрицательная обратная связь. Гипофиз постоянно контролирует концентрацию каждого гормона в крови, и когда какого-то гормона становится слишком много, он дает команду «горшочек, не вари» нужной железе.
Как связаны гормоны с биоритмами?
Уровень секреции гормонов в организме постоянно меняется. У одних гормонов он не ритмичен и зависит от внешних факторов, так, секрецию инсулина стимулирует прием пищи. Но все же секреция многих гормонов работает с четкой периодичностью — это называют циркадными ритмами. Их изучает отдельная наука — хронобиология.
Суточный ритм организма человека выглядит так: с наступлением темноты повышается секреция гормона сна — мелатонина. Это вещество синтезируется в эпифизе (шишковидной железе), способствует наступлению сна и выделяется всю ночь. Кстати мелатонин может с возрастом меньше синтезироваться — это одна из причин, почему пожилые люди чаще страдают бессонницей. А хронотипы сов и жаворонков появляются именно из-за разных по времени (разница в несколько часов) пиковых концентраций мелатонина и кортизола.
по теме
Лечение
Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам
Когда человек спит, также меньше выделяется гормонов надпочечников (гормонов стресса) и одновременно повышается секреция соматотропного гормона (СТГ) — он отвечает за стимуляцию роста различных тканей. Пик концентрации СТГ приходится на 2-3 часа ночи. Так что утверждение, что мы растем во сне, — научно доказанный факт.
Около 5-7 утра снова повышается выделение гормонов надпочечников, а с восходом солнца перестает синтезироваться мелатонин — все это помогает проснуться. Также на утренние часы приходится пик концентрации тестостерона, с чем связано возникновение утренней эрекции у мужчин.
Помимо суточных ритмов есть и более продолжительные циклы колебания уровня гормонов. Например, изменение уровня женских половых гормонов происходит с периодичностью примерно в 28 дней и регулирует течение менструального цикла. Причем концентрация гормонов существенно меняется на протяжении жизни. В подростковом возрасте гораздо больше синтезируется гормона роста, а в пожилом — существенно меньше вырабатывается половых гормонов.
Как гормоны используют в медицине?
Учитывая мощное и многогранное влияние гормонов на организм, многие из них широко применяются в медицинской практике. Есть несколько основных направлений их использования.
Первый — заместительная гормональная терапия (ЗГТ). Обычно именно ее имеют в виду, сообщая близким трагическим голосом: «Врач назначил мне гормоны» и «Я никогда с них не слезу», готовясь к каким-то ужасным побочным эффектам и необратимым изменениям в организме. На практике все оказывается гораздо прозаичнее: побочных эффектов почти нет или они быстро проходят, человек продолжает обычную жизнь, и ЗГТ на нее практически никак не влияет.
Эта терапия назначается, когда в организме не вырабатывается нужный гормон в необходимых количествах. Учитывая важную роль гормонов, своевременное назначение терапии позволяет избежать серьезных или даже необратимых проблем со здоровьем.
Как правило, гормональная терапия назначается пожизненно, так как в большинстве случаев причины подобных проблем современная медицина еще не научилась решать. И здесь важно не путать причину со следствием: невозможность «слезть с гормонов» связана не с влиянием самой ЗГТ, а с тем, что недостаточность собственной эндокринной функции никуда не исчезнет.
Учитывая, что гормоны секретируются в нашем организме практически постоянно, нельзя делать «перерывы» или «каникулы» в терапии. Также опасно без рекомендации врача менять дозировку.
Возможно, страх перед ЗГТ связан с историческими причинами: первые препараты гормонов часто выделяли их желез животных (например, бычий или свиной инсулин), они содержали много примесей и действительно имели не самую хорошую переносимость. Сейчас для ЗГТ используют современные высокоочищенные препараты гормонов человека — они безопасны и эффективны.
В большинстве случаев при назначении гормональной терапии не нужна корректировка доз или отмена других препаратов (например, антиретровирусной терапии), так как ЗГТ имитирует естественную работу эндокринных желез. Но некоторые особенности течения основного заболевания все же нужно учитывать. Например, если лекарство содержит в качестве вспомогательных веществ глюкозу, мальтозу, сахар или другие углеводы, их количество нужно учитывать пациентам, получающим инсулин. Также следует учитывать влияние на активность печеночных ферментов некоторых АРВ-препаратов, например, ингибиторов протеазы. Если соответствующие печеночные ферменты участвуют в расщеплении назначенного гормонального препарата, может потребоваться коррекция дозы гормона — это проверяет и учитывает врач.
Могут ли гормонами лечить заболевания, не связанные с самими гормонами?
Да, это еще одно направление их использования. Например, адреналин повышает артериальное давление благодаря сокращению сосудов и усилению работы сердца. Поэтому его используют для лечения шоковых состояний, когда нужно быстро повысить артериальное давление. А у глюкокортикоидных гормонов мощное противовоспалительное действие, и они подавляют реакции иммунной системы, поэтому их очень широко используют при лечении аллергических заболеваний, бронхиальной астмы и других хронических воспалительных заболеваний.
Во многих случаях «природный» гормон помимо полезного эффекта для лечения заболевания обладает и нежелательными. У мужских половых гормонов есть мощное анаболическое действие — усиливают синтез белка и рост мышц. Это полезно при лечении людей с тяжелой степенью истощения (например, после сильных ожогов). Но в то же время они влияют на половую сферу, повышают агрессивность, могут приводить к чрезмерному увеличению предстательной железы.
Уменьшить ненужные «лишние» эффекты можно с помощью синтетических и полусинтетических аналогов. То есть подбираются вещества, близкие по химической структуре к природному гормону, но при этом у них «нужное» действие более выражено, а «лишние» минимизированы. Именно таким путем из природных мужских половых гормонов получили анаболики — они сильнее стимулируют синтез белка и меньше влияют на половую сферу, чем тестостерон. Сейчас синтетические аналоги гормонов применяют значительно чаще, чем сами природные гормоны.
Также в медицине используют антагонисты гормонов. Это вещества, которые связываются с рецептором природного гормона на поверхности клетки, но при этом характерного влияния не оказывают. Такие вещества часто используют для лечения заболеваний, связанных с избыточной секрецией гормона или когда вредны даже «нормальные» концентрации. Например, некоторые злокачественные опухоли активно растут под влиянием определенных гормонов, и чтобы остановить рост опухоли, нужно «выключить» действие гормона. Так, опухолям предстательной железы для роста часто требуется стимулирующее влияние тестостерона. Один из способов лечения — назначить бикалутамид. Этот препарат связывается с тестостероновыми рецепторами опухоли, блокирует влияние тестостерона и тормозит рост опухоли.
При назначении гормональных препаратов на фоне другой терапии, в том числе и АРВТ, требуется обязательная проверка совместимости препаратов, как и в случае совместного назначения любых других лекарственных средств.
Зачем трансгендерные люди пьют гормоны? И как это работает?
Половые гормоны влияют не только на развитие и функцию репродуктивной системы, но также и на развитие вторичных половых признаков, формируя «мужской» или «женский» внешний облик. Поэтому прием половых гормонов часто является важной частью трансгендерного перехода: такая терапия влияет на внешность гораздо сильнее хирургический операций.
Источник статьи: http://spid.center/ru/articles/2764/
Описание, виды и функции гормонов
Известно свыше ста пятидесяти разновидностей гормонов, каждый из которых имеет важное значение для нормального функционирования организма. Если выработка хоть одного из них отклоняется от нормы, то это приведёт к серьёзным проблемам со здоровьем. Происходит это потому, что функции гормонов, в первую очередь, заключаются в том, чтобы осуществлять контроль за обменом веществ, развитием, ростом тканей, клеток и других процессов жизнедеятельности организма.
Чем обусловлены функции гормонов?
Гормоны являются химическими веществами, вырабатывающимися в организме эндокринной системой, в которую входят железы внутренней секреции. Такое название они имеют по той причине, что продукты их деятельности выделяются не во внешнюю среду, а напрямую в кровь. Несмотря на свои микроскопические размеры, вещества оказывают влияние на ткани и клетки тела человека и их метаболические процессы. Например, функция гормонов в организме заключается в откладывании глюкозы, усилении сердцебиения, росте мышечной ткани и многом другом.
Гормональный функционал отличается в зависимости от того, когда и какая именно железа вырабатывает конкретное вещество. Важнейшей из всех является гипофиз, который находится в головном мозге. Он отвечает за выработку всех гормональных веществ в организме. Основной обмен и терморегуляцию производит щитовидная железа. Важную функцию выполняют гормоны поджелудочной, поскольку она осуществляет выработку инсулина, регулирующего уровень сахара в крови. Его недостаток способствует развитию сахарного диабета. Тимус отвечает за гормональные вещества иммунитета. В метаболизме и адаптации организма к стрессам огромное значение имеют надпочечники, в которых вырабатывается адреналин и андрогены. Половые железы отвечают за половое созревание. Также, имеется множество других эндокринных клеток.
Гормоны человека и их функции невероятно важны для обеспечения бесперебойной работы организма, а также благодаря ним выполняется:
- дифференцировка – для эмбриона, развивающегося в утробе матери, осуществляется дифференцировка полового тракта тестостероном и центральной нервной системы тироксином;
- размножение – гормональные вещества необходимы для благополучного становления репродуктивности, включая оплодотворение, имплантацию яйцеклетки, беременность и лактацию;
- рост и развитие – здесь совместно воздействуют гормон роста, стероидные вещества и инсулин;
- адаптация – обеспечивается успешная адаптация к изменениям поступления жидкости и электролитов из окружающей среды;
- старение – производится путем снижения секреции половых веществ у обоих полов.
Разновидности и функции гормонов разных желез
Строение и функции гормонов очень разные и от их количества напрямую зависит правильность течения всех жизненно важных процессов в организме. Рассмотрим данные вещества, вырабатываемые определенными железами:
- гипофиз вырабатывает тропные гормоны (регулируют щитовидную и половые железы), гормон роста (отвечает за рост человека и стимулирование белкового синтеза) и вазопрессин (имеет важное значение в водном обмене);
- щитовидка – тироксин (регулирует интенсивность энергообмена в организме и его рост), кальцитонин (влияет на обменные процессы кальция);
- околощитовидная железа – паратгормон (контролирует концентрацию фосфатов и кальция в крови);
- поджелудочная – инсулин (регулирует уровень глюкозы в крови, снижает её и стимулирует печень на переваривание глюкозы и преобразование её в гликоген);
- надпочечники – адреналин (способствует учащению сердцебиения, торможению пищеварительного процесса, высвобождению энергии, расширению зрачков, сужению кровеносных сосудов и отвечает за реакцию в стрессовых ситуациях), глюкокортикоиды (регулируют обмен минералов и органических веществ) и альдостерон (задерживает жидкость в организме, что повышает количество натрия);
- половые железы – тестостерон вырабатывается у мужчин, а эстрадиол у женщин. Оба вещества отвечают за развитие вторичных половых признаков и осуществляют половую функцию.
Важно! Следует помнить, что функции гормонов в организме человека настолько велики, что любые нарушения в работе тех или иных желез могут привести к серьёзным проблемам в здоровье. Поэтому, необходимо регулярно посещать эндокринолога и проверять гормональный уровень.
Особенности белковых гормонов
Белковые или пептидные гормональные вещества являются наиболее распространенными из всех типов и образуются из аминокислот. Их вырабатывает гипоталамус и гипофиз головного мозга, поджелудочная, щитовидная железа и кишечник. Примером данного вида служит кортикотропин, тиреотропин, либерины, статины и окситоцин.
Интересно! Белковая группа является одной из важнейших в семействе гормонов. Она наиболее разнообразна по действиям и областям синтеза.
Какую же функцию белки-гормоны выполняют в организме? Их основная задача состоит в регулировании клеточной и физиологической активности. К примеру, инсулином контролируется уровень глюкозы и обеспечивается её поступление в клетки.
Функциональная классификация белков-гормонов следующая:
- регулирующая функция гормонов обеспечивает движение клетки по клеточному циклу. Это происходит благодаря связыванию с другими молекулами или ферментативному действию;
- транспортная – заключается в перемещении мелких молекул. Например, гемоглобином транспортируется кислород из легких к тканям, а обратно им доставляется углекислый газ;
- рецепторная – при раздражении белкового рецептора изменяется расположение атомов в молекуле, что обеспечивает передачу сигнала с поверхности мембраны к иным рецепторам внутри клетки;
- каталитическая – расщепление сложных молекул и совершение их синтеза, образование субстратов;
- защитное действие бывает нескольких видов: физическое, химическое и иммунное. За физическую защиту отвечает коллаген, тромбин, фибриноген и кератин. Химическую обеспечивают ферменты печени, расщепляющие токсины и выводящие их из организма. За иммунную отвечают иммуноглобулины, противостоящие вирусам и бактериям;
- структурная – белки цитоскелета, придающие форму клеткам. Например, эластин и коллаген являются основными составляющими соединительной ткани кожи, а кератин входит в структуру волосяного покрова и ногтевых пластин;
- моторная – отвечает за сократительную работу мышечной ткани, перемещение лейкоцитов и ресничек слизистых оболочек, а также внутриклеточный транспорт;
- резервная – белки, накапливающиеся как запасной источник энергии, аминокислот и оказывают воздействие на метаболические процессы;
- сигнальная – передача импульсов между клетками. Это действие выполняется цитокинами и факторами роста.
Существует специальная таблица, показывающая гормоны человека и их функции. В ней представлены все известные виды данных веществ и описаны их задачи. Поэтому, кому интересно более глубокое изучение этого вопроса, можно ознакомиться с подобными таблицами.
Источник статьи: http://fitexpert.biz/opisanie-vidy-i-funkcii-gormonov/