Гормоны

Разговор о гормонах начнем издалека. С того момента, когда  появились многоклеточные организмы. Их существование  требовало координации сложных процессов жизнедеятельности внутри клеток и между ними. Поэтому перед эволюцией возникла необходимость создать систему, которая бы стала регулировать функции клеток и их взаимодействие. В результате появились нервная и эндокринная системы, тесно связанные между собой посредством содружественной работы гипоталамуса и гипофиза.

О взаимосвязи между системами говорит то, что эндокринные железы, такие как эпифиз, параганглии, гипофиз, мозговой слой надпочечников развиваются вместе с клетками нервной ткани. А некоторые биохимические вещества являются одновременно и гормонами, и нейротрансмиттерами.

Например, норадреналин — это гормон и нейромедиатор, осуществляющий передачу нервного импульса. При стрессе норадреналин повышает уровень энергии и помогает принимать быстрые решения. Соматотропин также гормон и нейротрансмиттер.

Поэтому верно говорить о нейроэндокринной системе, или о системе нейроэндокринной регуляции. Поскольку ЦНС контролирует и регулирует функциональную активность эндокринных желез.

Что такое гормоны

Гормоны — так называются вещества, оказывающие стимулирующее и регуляторное воздействие на метаболические процессы в эффекторной клетке-мишени (от греч. hormao – возбуждаю).

Гормоны, являясь высоко специфичными соединениями, участвуют в обмене веществ и в регулировании физиологических процессов многоклеточного организма.

Гормональная регуляция контролирует:

• синтез белковых молекул и нуклеиновых кислот в организме, тем самым обеспечивая его клеточно-тканевой рост;
• формирование клеточного фенотипа и дифференцировку тканей;
• адаптацию и поддержание гомеостаза.

В действиях разных гормонов есть общие закономерности:

• нужна малая концентрация для биологического действия;
• гормоны действуют на расстоянии — вырабатываются в одном месте, а точки их приложения находятся в другом месте (органы-мишени);
• специфичность действия — воздействие гормонов проявляется на клетках-мишенях, рецепторы которых узнают и связывают соответствующий гормон;
• короткое время существования — гормон активен от нескольких минут до получаса, потом он инактивируется. Но его действие продолжается еще какое-то время.

По влиянию на клетки различают следующие типы действия гормонов:

• изокринное действие — гормон, влияет на клетку, близкорасположенную к месту своего синтеза;
• паракринное действие — вариант изокринного. Гормон влияет на группу клеток, близкорасположенных к месту своего синтеза;
• аутокринное действие — гормон влияет на ту клетку, где он синтезировался.

Скопления эндокринных клеток, вырабатывающих гормоны, (endo — «внутрь», crino- «выделяю») — это железы внутренней секреции. Для них характерно отсутствие выводных протоков, но есть развитая сеть капилляров с повышенной проницаемостью. В капиллярах эндокринных желез кровоток замедляется, принимает в себя синтезированные гормоны, которые далее разносятся по организму. Точками приложения гормонов становятся мишени (органы и ткани), расположенные на разном расстоянии от места гормонального синтеза.

К железам внутренней секреции относят:

• эпифиз;
• щитовидную железу;
• гипофиз;
• паращитовидные железы;
• островки Лангерганса (эндокринные клетки) в поджелудочной железе;
• яички;
• яичники;
• надпочечники.

Также гормоны синтезируются:

• в желудочно-кишечном тракте (желудок, поджелудочная железа, тонкий кишечник) — соматостатин, панкреатический полипептид, гастрин и пр.;
• в тимусе — тимозин, тимулин и др.;
• в плаценте — хорионический гонадотропин, плацентарный лактоген, релаксин;
• в сердечных кардиомиоцитах — предсердный натрийуретический пептид;
• в почках — ренин, эритропоэтин, простагландины

Функции эндокринной системы

Активность эндокринной системы определяется не только способностью желез продуцировать специфические для каждой железы гормоны. После выработки гормон должен быть доставлен к своей мишени, для воздействия на нее. Транспорт гормона в крови осуществляется при помощи белка.

Пока гормон в паре с белком крови, он неактивен и никак не может соединиться с соответствующим рецептором. Чтобы перейти в активное состояние гормон должен отсоединиться от связывающего белка. В крови всегда есть фракция свободного гормона, не связанного с белковым комплексом.

Например, тестостерон крови связан с белком, связывающим половые стероиды, и с альбумином. Свободного же, активного тестостерона совсем немного, около 1-4%.

Поэтому повышение и снижение уровня белков, связывающих гормоны в крови, становится причиной развития состояний, вызванных избытком или недостатком гормонов.

Состояние тканей-мишеней также влияет на функционирование эндокринной системы.

Реакция ткани-мишени на гормон, определяется количеством и сродством рецепторного аппарата, к соответствующему гормону. Например, АКТГ (адренокортикотропный гормон) циркулирует по всему организму, но специфические рецепторы к нему расположены именно в надпочечниках.

Эндокринная система включает:

• железы внутренней секреции — место синтеза  гормонов;

• гормоны;
• объекты гормонального воздействия — органы-мишени.

К основным функциям эндокринной системы относятся:

• гуморальная, или химическая регуляция организма;
• регуляция роста и развития организма;
• половая дифференцировка тканей и репродуктивная функция;
• регуляция эмоциональной и психической деятельности человека.

Виды и свойства гормонов

Гормональная регуляция метаболических процессов и функций организма определяется:

– интенсивностью гормонального синтеза и поступлением гормонов в кровь;

– количеством активных форм гормонов;

– целостностью и чувствительностью рецепторного аппарата клеток-мишеней.

 Какие бывают гормоны?

Классификация гормонов по химическому происхождению:

• Белковые — пролактин, кальцитонин, АКТГ, меланостимулирующий и соматотропный гормоны, инсулин, паратгормон, глюкагон, ТТГ, ФСГ, тироглобулин.
• Липидные (стероидные) — синтезируются в половых железах, в коре надпочечников. Прогестерон, альдостерон, тестостерон,эстрадиол, эстриол, кортизол, эстрон, кортикостерон. Витамин Д является липидным гормоном.
• Производные аминокислоты тирозина — норадреналин, адреналин, дофамин и тиреоидные гормоны.

Гормоны белковой природы гидрофильны и транспортируются в несвязанном (свободном) состоянии. Гормоны стероидные и тироидные гидрофобны. Поэтому для транспортировки они должны быть соединены с белками крови. Специфические гормональные воздействия проявляются после «опознания» гормона рецептором и соединения с ним. После попадания гормона в клетку генерируются химические или физические сигналы, вызывающие последовательные пострецепторные взаимодействия. В результате проявляется биологический гормональный эффект.

Поэтому специфическое действие гормона определяется его количеством в крови, состоянием рецепторного аппарата клетки и функционированием пострецепторного  механизма.

Число клеточных рецепторов непостоянно. Оно изменяется, отражая процессы анаболизма и катаболизма. Основная роль в регулировании количества рецепторов принадлежит гормонам.

Некоторые гормоны влияют как на количество «своих» рецепторов, так и на количество рецепторов к другому гормону.

Чувствительность рецепторного аппарата может быть снижена. Это обусловлено:

• уменьшением чувствительности (афинности) рецепторов вследствие влияния других гормонов;
• снижением численности действующих рецепторов или же их инактивацией;
• разрушением рецепторов из-за повышенной активности протез или деградацией гормонрецепторного комплекса ферментами лизосомами;
• угнетением образования новых рецепторов

У каждого гормона есть агонисты и антагонисты, которые повышают или снижают его биологический эффект. Например, для кортизола антагонистом является прогестерон, агонистом — кортикостерон, слабым агонистом — альдостерон. Для альдостерона антагонистом является спиронолактон.

Гормональные нарушения

Гормональные нарушения бывают первичные и вторичные.

Этиология гормональных нарушений:

• воспалительные процессы;
• нарушения кровообращения;
• опухолевидные процессы;
• травмы;
• аутоимунные процессы;
• наследственные факторы;
• алиментарные факторы.

Выделяют три основных механизма нарушений работы гормонов:

• нарушение центральной регуляции;
• патология эндокринной железы, ведущая к нарушению гормонального синтеза;
• периферические нарушения транспортировки, гормонального метаболизма и конечного биологического действия гормонов.

Нарушения центральной регуляции

Нарушения механизмов центральной гормональной регуляции обусловлены корой головного мозга, ретикулярной формацией ствола мозга, лимбической системой и гипоталамусом. Например, при повреждении ретикулярной формации ствола мозга блокируется выход АКТГ при стрессовых и чрезвычайных ситуациях. Это приводит к нарушению выработки гормонов надпочечников, соответственно страдает процесс адаптации к стрессу.

Нарушения, связанные с патологическими процессами в самой эндокринной железе

Опухоли железы внутренней секреции могут сопровождаться гиперфункцией (в гормонально активную стадию) и гипофункцией (в период разрушения опухоли).

Наследственный дефект синтеза гормонов в результате наследственной ферментопатии проявляется гипофункцией железы. Например, недостаток фермента 21-гидроксилазы нарушает синтез кортизола, что становится причиной адреногенитального синдрома плода.

Аутоимунные процессы — примером является гипофункция щитовидной железы вследствие повреждения ее антителами.

К периферическим нарушениям относят:

• избыток синтеза гормонов-антагонистов;
• повышенная активность гормонразрушающих ферментов;
• изменение структуры гормона;
• секреция гормона в неактивной форме;
• нарушение отношений «гормон-рецептор»;
• нарушение функции соединения гормонов с белками крови;
• образование гормональных антител;
• нарушение гормонального метаболизма

К какому врачу обращаться,чтобы проверить уровень гормонов

Гормональный статус может проверить любой врач терапевтического профиля. Но желательно сразу обращаться к эндокринологу — специалисту, для которого гормоны и их нарушения являются зоной ответственности.

Эндокринолог соберет анамнез, выслушает жалобы, проведет физикальный осмотр и на их основании выпишет направления на соответствующие гормональные исследования.

Некоторые гинекологические заболевания обусловлены эндокринными нарушениями (нарушения менструального цикла, бесплодие, менопаузальный метаболический синдром). Поэтому врач-гинеколог также может направить пациентку на исследования профиля гормонов.

Врач интегративной медицины разбирается в гормональных нарушениях и направляет пациента на исследования.

Лабораторная диагностика

Причиной эндокринных нарушений могут быть гиперфункция, гипофункция, анатомические изменения эндокринной железы или органа-мишени.

Для диагностики собирают жалобы и анамнез пациента, проводят физикальный осмотр, используют лабораторные и инструментальные методы.

Например, при гипофункции щитовидной железы у пациента может быть вялость и медлительность, а при гиперфункции — жалобы на раздражительность, беспокойство, ощущения сердцебиения.

При общем осмотре у пациентов с гипофункцией щитовидной железы кожа бархатистая и влажная, а при гиперфункции кожа сухая и шероховатая.

Пальпаторно можно определить увеличенную щитовидную железу.

Наиболее распространенными в лабораторной диагностике являются сахарный диабет и заболевания щитовидной железы.

Для диагностики сахарного диабета используются:

• Определение глюкозы крови натощак — количество в сыворотке венозной крови 7,8 ммоль/л свидетельствуют о сахарном диабете.
• Если уровень глюкозы в крови 8,8 ммоль/л, то глюкоза определяется в моче — глюкозурия.
• Дневные колебания гликемии.
• Глюкозотолерантный тест — вводят 1г глюкозы на 1 кг массы тела и определяют ее уровень через 1 и 2 часа. Через 2 часа уровень глюкозы у здорового человека в цельной венозной крови – до 6,7 ммоль/л, а в цельной капиллярной крови и плазме венозной крови – до 7,8 ммоль/л.
• Определение С-пептида — компонента эндокринного секрета поджелудочной железы и маркера выработки инсулина. С-пептид снижается при сахарном диабете 1 типа.
• Гликированный гемоглобин — биохимический показатель усредненного содержания глюкозы крови за период 3-4 месяца. Показывает процент гемоглобина, связанного с молекулами глюкозы. Нормальный показатель гликированного гемоглобина — 4-5,9%.

Для диагностики заболеваний органов эндокринной системы определяют уровни соответствующих гормонов. Например, лютеинозирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) при нарушениях функции яичников. Или же уровень пролактина при гипогонадизме. Проводят гормональные пробы (например, гестаген-эстрогеновые при аменореях).

 Инструментальная диагностика желез внутренней секреции

Большинство желез внутренней секреции имеют небольшие размеры и не все располагаются близко к коже, поэтому они малодоступны для визуализации. Инструментальные методики позволяют оценить структуру и размеры железы, что не всегда соответствует изменениям их эндокринной функции.

Ультразвуковое исследование щитовидной железы является достаточно информативным скриниговым исследованием, позволяющим получить информацию о структуре и размерах органа, наличии очаговых образований в его структуре. УЗ-результат позволяет или сделать заключение об отсутствии структурной патологии или же направить пациента на дообследование (например, на сцинтиграфию при наличии узлового образования).

Радиоизотопная сцинтиграфия щитовидной железы основана на способности клеток захватывать и накапливать молекулы йода и использовать его для выработки гормонов.

С помощью сцинтиграфии оценивается интенсивность поглощения йода узловой тканью и делается заключение об источнике повышенной продукции гормонов. Или же наоборот — о неактивности ткани.

В заключение необходимо отметить развитие эндокринологии как науки за последние 60 лет.

Отправным моментом стали работы о гуморальной природе передачи нервного сигнала и открытие активных химических соединений, выделяемых эндокринными железами. В 1960 году был открыт метод гормонального иммуноанализа, который дал возможность определять гормоны в количествах, недоступных классическим методикам. Это открыло новые пути в диагностике субклинических форм эндокринной патологии.

Однако нужно помнить, что хотя все используемые диагностические методы важны, только врач, опираясь на знания и клинический опыт, ставит окончательный диагноз.