Загальне поняття про гормони
Вчення про гормонах виділено в самостійну науку - ендокринології. Сучасна ендокринологія вивчає хімічну структуру гормонів. утворюються в залозах внутрішньої секреції. залежність між структурою і функцією гормонів. молекулярні механізми дії, а також фізіологію і патологію ендокринної системи. Засновані спеціалізовані науково-дослідні інститути, лабораторії, видаються наукові журнали; скликаються міжнародні конференції, симпозіуми і конгреси, присвячені проблемам ендокринології. В наші дні ендокринологія перетворилася в одну з найбільш бурхливо розвиваються розділів біологічної науки. Вона має свої цілі і завдання, специфічні методологічні підходи і методи дослідження. В нашій країні головним науковим закладом, що об'єднує дослідження з цих проблем, є Ендокринологічний науковий центр РАМН.
Гормони відносяться до біологічно активних речовин. визначальним певною мірою стан фізіологічних функцій цілісного організму. макро- і мікроструктуру органів і тканин і швидкість протікання біохімічних процесів. Таким чином, гормони - речовини органічної природи, що виробляються в спеціалізованих клітинах залоз внутрішньої секреції. надходять в кров і надають регулюючий вплив на обмін речовин і фізіологічні функції. До цього визначення необхідно внести відповідні корективи в зв'язку з виявленням типових гормонів ссавців у одноклітинних (наприклад, інсулін у мікроорганізмів) або можливістю синтезу гормонів соматичними клітинами в культурі тканини (наприклад, лімфоцитами під дією факторів росту).
Однією з дивних особливостей живих організмів є їх здатність зберігати постійність внутрішнього середовища - гомеостаз - за допомогою механізмів саморегуляції, в яких одне з головних місць належить гормонам. У вищих тварин координоване протікання всіх біологічних процесів не тільки в цілісному організмі. але і в мікропросторі окремої клітини і навіть в окремому субклеточном освіті (мітохондрії. мікросоми) визначається нейрогуморальними механізмами, що склалися в процесі еволюції. За допомогою цих механізмів організм сприймає різноманітні сигнали про зміни в навколишньому і внутрішньої середовищах і тонко регулює інтенсивність процесів обміну. У регуляції цих процесів, в здійсненні послідовності протікання безлічі реакцій гормони займають проміжну ланку між нервовою системою і дією ферментів. які безпосередньо регулюють швидкість обміну речовин. В даний час отримані докази, що гормони викликають або швидку (строкову) реакцію. підвищуючи активність предобразованной, наявних в тканинах ферментів (це властиво гормонів пептидної і білкової природи), або, що більш характерно, наприклад, для стероїдних гормонів. повільну реакцію. пов'язану з синтезом ферментів de novo. Як буде показано далі, стероїдні гормони впливають на генетичний апарат клітини. викликаючи синтез відповідної мРНК. яка, вступивши до рибосому, служить матрицею для синтезу молекули білка - ферменту. Припускають, що і інші гормони (мають білкову природу) опосередковано через фосфорилювання негістонових білків можуть впливати на гени. контролюючи тим самим швидкість синтезу відповідних ферментів. Таким чином, будь-які порушення синтезу або розпаду гормонів. викликані різноманітними причинними факторами, включаючи захворювання ендокринних залоз (стан гіпо- чи гіперфункції) або зміни структури і функцій рецепторів і внутрішньоклітинних посередників, призводять до зміни нормального синтезу ферментів і відповідно до порушення метаболізму.
Зародження науки про ендокринних залозах і гормонах відноситься до 1855 р коли Т. Аддісон вперше описав бронзову хвороба, пов'язану з ураженням наднирників і супроводжується специфічної пігментацією шкірних покривів. Клод Бернар ввів поняття про залозах внутрішньої секреції. тобто органах, що виділяють секрет безпосередньо в кров. Пізніше Ш. Броун-Секар показав, що недостатність функції залоз внутрішньої секреції викликає розвиток хвороб, а екстракти, отримані з цих залоз. надають хороший лікувальний ефект. В даний час є безперечні докази, що майже всі хвороби залоз внутрішньої секреції (тиреотоксикоз, цукровий діабет та ін.) Розвиваються в результаті порушення молекулярних механізмів регуляції процесів обміну, викликаних недостатнім або, навпаки, надмірною синтезом відповідних гормонів в організмі людини.
Термін «гормон» (від грец. Hormao - спонукаю) був введений в 1905 р У. Бейлісс і Е. Старлінг при вивченні відкритого ними в 1902 р гормону секретину. виробляється в дванадцятипалій кишці і стимулює вироблення соку підшлункової залози і відділення жовчі. До теперішнього часу відкрито більше сотні різних речовин. наділених гормональної активністю. синтезуються в залозах внутрішньої секреції і регулюють процеси обміну речовин. Встановлено специфічні особливості біологічної дії гормонів. а) гормони проявляють свою біологічну дію в мізерно малих концентраціях (від 10 -6 до 10 -12 М); б) гормональний ефект реалізується через білкові рецептори і внутрішньоклітинні вторинні посередники (мессендже-ри); в) яка є ні ферментами. ні коферментами. гормони в той же час здійснюють свою дію шляхом збільшення швидкості синтезу ферментів de novo або зміни швидкості ферментативного каталізу; г) дія гормонів в цілісному організмі визначається певною мірою контролюючим впливом ЦНС; д) залози внутрішньої секреції і віднайдені ними гормони складають єдину систему, тісно пов'язану за допомогою механізмів прямого і зворотного зв'язків.
Під впливом різноманітних зовнішніх і внутрішніх подразників виникають імпульси в спеціалізованих, вельми чутливих рецепторах. Імпульси потім надходять в ЦНС, звідти в гіпоталамус, де синтезуються перші біологічно активні гормональні речовини. які надають «дистантное» дію, - так звані рилізинг-фактори. Особливістю рилізинг-факторів є те, що вони не надходять в загальний потік крові. а через портальну систему судин досягають специфічних клітин гіпофіза. при цьому стимулюють (або гальмують) біосинтез і виділення тропних гормонів гіпофіза. які з током крові досягають відповідної ендокринної залози і сприяють виробленню необхідної гормону. Цей гормон потім надає дію на спеціалізовані органи і тканини (органи-мішені), викликаючи відповідні хімічні і фізіологічні реакції у цілісного організму.
Найменш вивченим до недавнього часу залишався останній етап цієї своєрідної дуги - дія гормонів на внутрішньоклітинний обмін. В даний час отримані докази, що ця дія здійснюється через так звані гормональні рецептори. під якими розуміють хімічні структури відповідних тканин-мішеней, що містять високоспецифічні ділянки (вуглеводні фрагменти гликопротеинов і ганглиозидов) для зв'язування гормонів. Результатом подібного зв'язування є ініціація рецепторами специфічних біохімічних реакцій. забезпечують реалізацію кінцевого ефекту відповідного гормону. Рецептори гормонів білкової і пептидної природи розташовані на зовнішній поверхні клітини (на плазматичній мембрані), а рецептори гормонів стероїдної природи - в ядрі. Загальною ознакою всіх рецепторів незалежно від локалізації є наявність строго просторового і структурного відповідності між рецептором і відповідним гормоном.
Молекулярні механізми передачі гормонального сигналу і роль вторинних месенджерів (посередників) в реалізації гормонального ефекту детально викладені в кінці цього розділу.
