Гормоны

Гуморальная регуляция — это координация физиологических и биохимических процессов, осуществляемая через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ (гормонов), выделяемых клетками, органами и тканями в процессе их жизнедеятельности.

Гуморальная регуляция возникла в процессе эволюции раньше, чем нервная. Она усложнялась в процессе эволюции, в результате чего возникла  эндокринная система.

Эндокринная регуляция подчинена нервной регуляции и составляет совместно с ней единую систему нейроэндокринной регуляции функций организма, которая играет важную роль в поддержании относительного пос­тоянства состава и свойств внутренней среды организма (гомеостаза) и его приспособлении к меняющимся условиям существования.

Для эндокринной системы ключевым является понятие «гормон». Гормоны — межклеточные гуморальные химические регуляторы, которые секретируются во внутреннюю среду организма (преимущественно в кровь) из специализированных эндокринных клеток и действуют на клетки-мишени, содержащие молекулы рецепторов к конкретным гормонам. Гормон выделяется в кровь и равномерно распределяется по всему организму и воздействует на клетки мишени, содержащие рецепторы к данному виду гормонов. Действие гормонов аналогично действию медиатора в нервной системы. Мишенью гормонов чаще всего являются ферменты, ядерные ДНК. В настоящий момент открыто свыше 100 видов гормонов. Новейшие исследования в клеточной и молекулярной биологии постоянно расширяют наши представления об эндокринной системе, открывая все новые и новые виды гормонов и их функции.

Разнообразные гормоны и гормональные системы регулируют практически все функции организма, включая метаболизм, репродукцию, рост и развитие, водный и электролитный баланс, поведение.

Гормоны циркулируют в крови либо свободно, либо в комплексе со связывающими их белками. Связывание с такими белками существенно увеличивает время полужизни гормонов. Так, T₄ в составе комплекса циркулирует около 1 нед, тогда как время полужизни свободного T₄ составляет несколько минут.

Эндокринную систему можно разделить на 3 уровня: гормоны 1 порядка, которые вырабатываются эндокринными железами, гормоны 2 порядка (тропные гормоны), которые вырабатываются в гипофизе и регулируют работу эндокринных желез, гормоны 3 порядка (статины и либерины), которые вырабатываются в гипоталамусе и регулируют выработку тропных гормонов. Эта система работает как система с отрицательной обратной связью. При этом главную роль играет Гипоталамус, который определяет, когда и какой уровень гормонов в крови должен быть в соответствии с уровнем, заложенным генетически.

Наиболее важными гормональными системами в организме человека являются тиреотропная, адренокортикотропная, гонадотропная  и соматотропная системы.

Гипоталамус помимо статинов и либеринов выделяет окситоцин и вазопрессин.

Гипофиз помимо тропных гормонов вырабатывает пролактин и эндорфины.

Пролактин вырабатывается преимущественно у женщин и необходим для осуществления лактации в женском организме, он повышает секрецию молозива, способствует созреванию молозива, превращению молозива в зрелое молоко. Он также стимулирует рост и развитие молочных желез. Кроме молочных желез, рецепторы пролактина обнаружены почти во всех остальных органах тела, но действие этого гормона на них пока мало изучено. В ходе беременно пролактин отвечает за поведение, ориентированное на устройство гнезда. У мужчин, в первую очередь, пролактин — гормон, отвечающий за сперматогенез и концентрацию мужских половых гормонов в крови.

Окситоцин оказывает стимулирующее действие на гладкую мускулатуру матки, повышает сократительную активность и стимулирует роды. Резкое увеличение выработки окситоцина у женщин наблюдается при стимулировании выхода из матки, что предполагает усиление сокращений при родах. После родов окситоцин участвует в появлении молока при грудном вскармливании, стимулирует материнское поведение. Стимуляция сосков груди так же приводит к усилению выработки окситоцина. Окситоцин играет важную роль при налаживании социального взаимодействия. Его усиленное воздействие на мозг матери и ребенка на самых ранних этапах развития формирует взаимную привязанность. Измерения уровня окситоцина в сыворотке крови у женщин и мужчин до и после сексуального возбуждения подтвердили, что окситоцин играет важную роль в сексуальном возбуждении. Это же исследование подтвердило, что возбуждение половых путей приводит к мгновенному увеличению окситоцина после оргазма. В ЦНС окситоцин в качестве медиатора воздействует на различные отделы мозга. Он вызывает чувство удовлетворения, спокойствия, доверия и чувство привязанности. Так же окситоцин помогает распознавать эмоции, мысли и намерения партнера. В связи с этим окситоцин называют гормоном привязанности.

Вазопрессин – антидиуретический гормон. Регулирует количество воды в теле, увеличивая реабсорбцию в протоках почек. Кроме того, по аналогии с окситоцином, вазопрессин в ЦНС в качестве медиатора воздействует на различные отделы мозга и играет важную роль при налаживании социального взаимодействия. У мужчин и у женщин вазопрессин влияет на половое поведение, поиск партнера и формирование пары. У мужчин вазопрессин проявляется в отцовском инстинкте и отцовской любви, в проявлении агрессии к незнакомцам.  У женщин вазопрессин стимулирует материнское поведение и повышает уровень симпатии к людям. Так же обнаружено позитивное влияние вазопрессина на формирование памяти. По результатам экспериментов над полевками показано, что повысив экспрессию вазопрессиновых рецепторов в мозге, можно «донжуанов» превратить в верных мужей. В связи с этим вазопрессин называют гормоном моногамии.

Эндорфины – это одна из разновидностей опиоидных пептидов. На эндокринном уровне обладают теми же функциями, что и опиоидные пептиды (снижают общий уровень болевой чувствительности, повышают общий уровень положительных эмоций).

Есть еще один важный гормон, который выделяется в ином отделе головного мозга (гепифизе) – Мелатонин. Его называют «гормон сна». Он подтормаживает деятельность различных органов и систем во время сна. Его усиленная выработка начинается в условиях засыпания (расслабленное состояние, закрытые глаза, отсутствие света, режимное время и т.п.). Прием мелатонина помогает улучшить регуляцию сна.

Тиреотропная система – система регуляции выработки гормонов щитовидной железы. Щитовидная железа вырабатывает гормоны (тироксины), регулирующие обмен веществ во всех клетках организма. В случае недостатка тироксинов возникает вялое и депрессивное состояние организма. В случае избытка – нервозность, бессонница, худоба, избыточная активность симпатической нервной системы. Гипоталамус непрерывно замеряет концентрацию тироксинов в крови и выделяет либо статин (в данном случае дофамин) для понижения уровня выработки тропного гормона, либо тиролиберин для повышения уровня выработки тропного гормона (тиреостимулирующий гормон). В большинстве случаев вялость и депрессивность организма связана с недостаточной выработкой тироксинов.

Адренокортикотопная – система регуляции гормонов надпочечников (кора и мозговая часть). Адренокортикотропная система — система быстрого реагирования на стрессовую ситуацию, обеспечивающей выполнение поведенческой реакции «бей или беги». Мозговая часть надпочечников вырабатывает адреналин, поддерживающий симпатическую вегетативную систему. Синтез адреналина непосредственно не зависит от регулирующего влияния гипофиза и контролируется симпатической нервной системой. Кора надпочечников вырабатывает кортикостероиды, включающие глюкокортикоиды (включая кортизол), минералокортикоиды и др. гормоны. Глюкокортикоиды (включая кортизол) —  это гормоны с широчайшим спектром функций, направленных на обеспечения реакции организма на стресс. Минералокортикоиды – это гормоны, поддерживающие баланс электролитов в жидкостях организма. Известно, что Глюкокортикоиды давят иммунную систему и воспалительные процессы, усиливают метаболизм и, в частности, преобразование белков и жировой ткани в глюкозу. Кортиколиберин усиливает выработку адренокортикотропных гормонов. Адренокортикотропные гормоны в ЦНС проявляет себя как ноотроп, а кортиколиберин стимулирует двигательную активность и тревожность, снижает пищевую и половую мотивацию. Однако данная система предусматривала эффективное реагирование на кратковременные стрессовые ситуации. К длительным психологическим стрессам, которые актуальны сегодня, эволюционные механизмы пока ее работу не приспособили. В результате длительный психологический стресс имеет очень серьезные последствия для всего организма (сниженный иммунитет, тревожность, отсутствие мотивации, постоянная усталость, подавление некоторых других функций организма). Такой гормональный ответ характерен для животных, получивших серьезную травму (длительный физиологический стресс) с целью безопасной постепенной реабилитации.

Гонадотропная система – система регуляции половых гормонов. Мужские яички выделяют андрогены (один из них — тестостерон ), женские яичники – эстрогены  и прогестерон. Лютеинизирующий и фолликулостимулирующий тропные гормоны соответственно регулируют выработку эстрогенов и андрогенов. Люлебирин определяет активность выработки обоих тропных гормонов. Необходимо иметь в виду, что и в мужском и в женском организме имеются и женские и мужские половые гормоны.

Тестостерон (андрогены) активируют сперматогенез у взрослых мужчин. У мужского эмбриона направляют развитие половой системы по мужскому типу и позже определяют формирование мужских вторичных половых признаков (борода, склонность к облысению, усиленный рост волос на теле, низкий голос, более мощное развитие мышц, склонность к отложению запасов жира в области живота, слабое развитие молочных желез). В ЦНС тестостерон влияет на половое влечение (либидо), половое поведение, агрессивность. Люлебирин в ЦНС активирует половое поведение, улучшает обучаемость и эмоциональность. Мужчинам целесообразно поддерживать тестостерон на высоком уровне, а прогестерон на низком. Тестостерон повышает половую активность самцов.

Прогестерон обеспечивает состояние готовности матки к беременности (содержание в крови максимально между овуляцией и менструацией). Эстрогены «подталкивают» созревание яйцеклеток, усиливают сокращения яйцеводов и др. Они же определяют формирование женских вторичных половых признаков (высокий голос, отсутствие бороды, склонность к отложению запасов жира в области бедер, развитие молочных желез и др.). В ЦНС эстрогены влияют на половое поведение женщин, половое влечение, половое вознаграждения в сексе. При повышении эстрогенов увеличивается экспрессия рецепторов прогестерона, выработка окситоцина. Концентрация эстрогенов максимальна в период овуляции. Женщинам целесообразно контролировать уровень прогестерона. Его слишком высокий уровень часто приводит к ожирению, слишком низкий – к серьезным сбоям в работе организма и прекращению овуляции.

Соматотропная система – система регуляции выработки гормонов роста (инсулино-подобный фактор роста, вырабатываемый печенью) и определяет рост скелета, мышц и конечный размер тела организма. Регуляция выработки соматотропных гормонов осуществляется с помощью соматостатина (понижение уровня соматотропных гормонов) и соматолиберина (повышение уровня соматотропных гормонов). Одновременно с этим соматостатины являются ингибитором многих функций организма (снижение аппетита, бодрствования, снижение активности ЖКТ и др. внутренних органов).

Понимая, как гормоны регулируют нашу жизнь и наше поведение, перед нами открываются возможности влиять на их работу.