Гормони - носії хімічної інформації. Вони виробляються секреторними клітинами і виділяються в кров, що доставляє їх до органу-мішені. Характерна ознака органу-мішені - здатність зчитувати інформацію, закодовану в гормоні. Сприйняття інформації в цих органах можливо завдяки білковим молекулам-рецепторам, розташованим в мембрані, цитоплазмі і ядрах клітин. Вони розпізнають і пов'язують певний гормон. В результаті взаємодії рецептора з гормоном утворюється гормонрецепторную комплекс (всередині клітини або на її поверхні). Якщо цей комплекс утворюється усередині клітини, то він може безпосередньо впливати на геном, стимулюючи або пригнічуючи синтез білка. Комплекс, що утворюється на мембрані клітини, впливає на активність ферментів клітини, що забезпечують її метаболізм. Якщо взаємодія гормону з рецептором органу-мішені не здійснилося, то він розщеплюється в печінці, нирках, легенях і мозку.
Виділяючись в надзвичайно малій кількості, гормони викликають значний фізіологічний ефект. Одні гормони впливають на різноманітні типи клітин (інсулін і тироксин), інші (наприклад, статеві гормони) - тільки на клітини певного типу.
Під впливом гормонів знаходяться ті функції організму, для запуску або регуляції яких необхідно порівняно тривалий час - хвилини або години. Таким чином, передача гормональної інформації здійснюється набагато повільніше, ніж нервова передача, за допомогою якої організм може негайно реагувати на дії зовнішнього або внутрішнього середовища. Гормони контролюють (активізують і гальмують) найважливіші процеси організму: активність генів, процеси онтогенезу, ріст і розвиток тканин, розмноження, формування статі, статеві цикли чоловіків і жінок.
Ендокринні залози поділяють на залежні і не залежні від передньої долі гіпофіза. До перших відносяться щитовидна залоза, надниркові залози (кіркова речовина), статеві залози. Взаємини між передньою долею гіпофіза і залежними від неї залозами будуються по типу прямих і зворотних зв'язків. Тропні (від грец. Tropos - напрямок) гормони передньої долі гіпофіза активують діяльність зазначених залоз, а їх гормони, в свою чергу, впливають на гіпофіз, пригнічуючи утворення і виділення відповідного гормону. Решта залози (мозкова речовина надниркових залоз, паращитовидної, панкреатичні острівці, параганглій) не підпорядковані безпосереднього впливу передньої долі гіпофіза. За хімічною будовою гормони діляться на стероїдні (похідні холестерину), глікопротеідние і похідні амінокислот. Останні становлять велику групу речовин, що включає модифіковані амінокислоти - олігопептиди, пептиди і білки.
Мал. 1. Положення ендокринних залоз в тілі людини. 1 - гіпофіз і епіфіз; 2 - паращитовидні залози; 3 - щитовидна залоза; 4 - наднирники; 5 - панкреатичні острівці; 6 - яєчник; 7 - яєчко
Вплив гормонів на клітини здійснюється двома шляхами, в залежності від їх хімічної структури. Стероїдні гормони сприймаються рецепторами мембрани цитоплазми, а потім проходять крізь неї і взаємодіють з внутрішньоклітинними рецепторними білками цитоплазми клітин-мішеней, утворюючи з ними комплекси, які переміщаються в ядро, де впливають на певну ділянку ДНК. Гормони, які є похідними амінокислот, впливають на відповідні клітини-мішені через систему циклічних мононуклеотидів. Ендокринні залози і їх гормони представлені в табл. 1.
Вищим центром регуляцій ендокринних функцій є гіпоталамус, до складу якого входить понад 30 пар ядер. Він об'єднує нервові і ендокринні регуляторні механізми в загальну нейроендокринну систему, координує нервові і гормональні механізми регуляції функцій внутрішніх органів (рис. 2). Прийнято вважати, що разом з гіпоталамусом в регуляції функцій ендокринних залоз бере участь епіфіз.
Згідно з принципом функціональної взаємозалежності, залози внутрішньої секреції поділяють на чотири групи.
• Група аденогипофиза: щитовидна залоза, кіркова речовина надниркових залоз (пучкова і сітчаста зони), ендокринна частина статевих залоз.
• Ендокринні залози, незалежні від аденогіпофіза: паращитовидні залози, ендокринна частина підшлункової залози, надниркових залоз (клубочкова зона).
• Ендокринні залози нейроглиального походження: епіфіз, нейрогипофиз.
• Нейроендокринні освіти: нейросекреторні клітини ядер гіпоталамуса, мозкову речовину надниркових залоз, ендокринні клітини в стінці шлунка і кишечника.
Функція залоз внутрішньої секреції може бути знижена (гіпофункція) або ж збільшена (гіперфункція). Надлишкова чи недостатня продукція гормонів викликає важкі обмінні порушення і захворювання організму.
Таблиця 1. Ендокринні залози і їх гормони
Гіпоталамус - відділ проміжного мозку, вищий нервовий центр, який регулює роботу ендокринної системи. Тут демонструється безпосередню взаємодію нервової та ендокринної систем. Крім власних нейронів, в гіпоталамусі знаходяться секреторні нервові клітини. Вони здатні не тільки продукувати гормони, а й здійснювати функцію, притаманну нейронам, - передачу збудження у вигляді потенціалів дії. У них виробляються такі нейрогормони: вазопресин, окситоцин і рилізинг-гормони.
Вазопресин, або антидіуретичний гормон, підвищує артеріальний тиск (АТ) і регулює процес зворотного всмоктування в канальцях нефрона.
Окситоцин підсилює перистальтику органів шлунково-кишкового тракту (ШКТ), стимулює скорочення м'язів матки, сприяє швидкому родового акту, стимулює виділення молока.
Рилізинг-гормони впливають на аденогіпофіз через кров і здатні як стимулювати, так і гальмувати вироблення гіпофізом гормонів тропів. У тому випадку, якщо вони стимулюють утворення тропних гормонів, їх називають либеринами, а якщо мають гальмуючим дією - статинами.
Таким чином, виділення кожного гормону гіпофіза регулюється як мінімум двома рилізинг-гормонами - збудливим і гальмуючим. Синтез гормонів гіпоталамуса, в свою чергу, контролюється імпульсами лімбічної системи.
Гіпофіз - нижній придаток мозку, масою менше 1 г; знаходиться в порожнині черепа, в гіпофізарної ямці турецького сідла, і пов'язаний з гіпоталамусом лійкою. Гіпофіз - центральна залоза внутрішньої секреції, регулює функції залежних від нього ендокринних залоз.
Розрізняють дві долі гіпофіза: передню - аденогіпофіз і задню - нейрогипофиз. Залізисті клітини аденогіпофіза виробляють гормони тропів.
• Соматотропний гормон (гормон росту) стимулює обмін речовин. зростання кісток, м'язів, органів. Виділення цього гормону носить епізодичний характер. У дітей він виділяється в більшій кількості, ніж у дорослих. При надлишкової продукції цього гормону у дітей відбувається посилення зростання - гігантизм, а при нестачі гормону - пропорційна карликовість з нормальним розвитком психіки (рис. 10.2). Гіперпродукція цього гормону в дорослому віці викликає збільшення в розмірах виступаючих частин скелета - кісток обличчя, надбрівних дуг, кистей і стоп. Цю хворобу називають акромегалией (рис. 10.3).
• тиреотропного гормону виділяється постійно і стимулює виділення щитовидної
залозою гормонів тироксину і трийодтироніну. Рівень цього гормону регулюється за принципом зворотного зв'язку: його кількість залежить від кількості гормонів, що виділяються щитовидною залозою.
• Адренокортикотропний гормон (АКТГ) активізує функцію кори надниркових залоз.
- фолікулостимулюючий гормон стимулює у жінок зростання фолікулів яєчників, у чоловіків він активізує сперматогенез;
- пролактин, або лютеотропного гормон, стимулює утворення гормону вагітності (прогестерону) в жовтому тілі яєчників;
- лютеїнізуючого гормону регулює овуляцію і утворення жовтого тіла, стимулює розвиток і дозрівання статевих клітин, секрецію статевих гормонів.
• меланотропного гормон контролює синтез меланіну, розподіл цього пігменту в шкірі і сітківці очей.
Нейрогіпофіз складається з клітин нейроглиального походження, які контактують з відростками нейросекреторну клітин гіпоталамуса. До клітинам задньої долі гіпофіза транспортуються нейрогормони гіпоталамуса, які там накопичуються і потім надходять в кров.
Мал. 10.2. Гігантизм. Три хлопчика одного віку (14 років). Зліва - гіпофізарний карлик (зростання 100 см); праворуч - гіпофізарний гігант (зріст 187 см); в центрі - нормальний хлопчик (зростання 148 см).
Мал. 10.3. Хворий акромегалией. Характерно розростання нижньої щелепи, носа, кистей і стоп.
Це парний орган, масою 12-13 г, прилегла до верхнього полюса нирок і складається з коркового і мозкового речовини. Мозковий шар виробляє два гормони: адреналін і норадреналін.
Адреналін збільшує силу і частоту серцевих скорочень, звужує периферичні судини, а серцеві і легеневі - розширює; гальмує перистальтику травного тракту, розширює зіницю, впливає на вуглеводний обмін як антагоніст інсуліну, підвищує рівень глюкози в крові. Він прискорює окислювальні процеси в клітинах, збільшує силу м'язових скорочень, мобілізує організм до негайної реакції на зміни в зовнішньому середовищі. Саме тому адреналін називають «аварійним гормоном».
Норадреналін підтримує тонус кровоносних судин, сприяє розщепленню глікогену і жирів, уповільнює ЧСС.
Корковий шар за гістологічною структурою ділять на три відокремлені зони: зовнішню - клубочкову, середню - пучкову і внутрішню - сітчасту. Гормони коркового шару носять спільну назву кортикостероїдів. До них відносять три групи гормонів: мінералокортикоїди, що утворюються в клубочкової зоні, глюкокортикоїди, що виділяються пучкової зоною, і статеві гормони, що виробляються клітинами сітчастої зони.
Мінералокортикоїди (альдостерон) регулюють мінеральний склад крові і, в першу чергу, концентрацію натрію і калію в плазмі крові. Затримуючи натрій в крові, мінералокортикоїди сприяють виділенню калію з сечею, підвищують артеріальний тиск, посилюють запальні процеси.
При гіперфункції минералокортикоидов виникає м'язова слабкість, гіпертонія, поліурія, порушення сольового обміну - синдром Кона.
При гіпофункції минералокортикоидов виникає Аддисонова, або бронзова хвороба. Ранніми її ознаками - бронзове забарвлення шкіри, особливо на руках, шиї, обличчі, підвищена стомлюваність, втрата апетиту, нудота, блювота, гіпотонія.
Глюкокортикоїди (кортикостерон, кортизол, гідрокортізол, кортизон) регулюють вуглеводний, жировий і білковий обмін. Вони сприяють посиленню синтезу глюкози в печінці, підвищують рівень цукру в крові. Вони також послаблюють запальні процеси, зменшуючи вироблення медіаторів запалення - гістаміну і серотоніну, підвищують стійкість до інфекції.
Статеві гормони відіграють істотну роль у розвитку статевих органів у дитячому віці. При гіперфункції статевих гормонів відбуваються зміни в статевій сфері: у дітей - раннє статеве дозрівання, у дорослих - зміни в скелеті, м'язах, розподілі волосяного покриву тіла, психіці (фемінізація чоловіків, маскулінізація жінок).