Основы иерархии гормонов в организме человека

Эндокринная система - одна из самых больших загадок современной медицины. Главной ее задачей в организме человека является регуляция посредством гормонов деятельности практически всех органов и систем тела. Также она выполняет и некоторые другие функции, такие как, например, поддержание постоянства внутренней среды организма и адаптация к внешним условиям. Гормоны синтезируются специализированными железистыми клетками, которые могут быть распространены по всему организму либо собраны в отдельные органы, которые называются эндокринными железами.

© Anatomy-Medicine

К эндокринным железам относятся:

• гипофиз;
• щитовидная железа;
• паращитовидные железы;
• надпочечники;
• эпифиз (или шишковидное тело).

Помимо этого, в организме человека существуют железы смешанной секреции, которые выполняют несколько функций (эндокринную в том числе).

Среди них:

• поджелудочная железа;
• семенники (у мужчин);
• яичники (у женщин).

Самое большое число эндокринных клеток содержится в следующих органах:

• гипоталамус;
• тимус (или вилочковая железа);
• плацента;
• ЖКТ (желудочно-кишечный тракт);
• сердце;
• почки.

Концепция функционирования эндокринной системы довольно ясна. Вот только длинные цепочки связей, благодаря которым гормоны оказывают свой конечный эффект, иногда дают сбой, и тогда необходимо выяснить, какое именно звено в цепи вызвало нарушение функции в той или иной части организма.

Для правильного понимания механизма возникновения патологий в эндокринной системе нужно разобраться в том, как при обычных условиях работают "цепные реакции гормонов" в человеческом организме.

Интересный факт!

Китайская медицина знакома с эндокринологией гораздо дольше всего остального мира. Существуют доказательства того, что в Китае об эндокринной системе было известно еще 2000 лет тому назад.

 

Еще в 200 году нашей эры целители извлекали гормоны гипофиза и половые гормоны из мочи человека, получая целительные экстракты. Это делали при помощи сульфатного минерала гипса и химического соединения сапонина, который получали из растений. Использовались эти экстракты в лечебных целях, наподобие современных гормональных препаратов.

Иерархическая лестница в системе гормональной регуляции

1. ЦНС (центральная нервная система)

Работа гормональных систем строится на определенной иерархической лестнице. Во главе этой цепи стоит ЦНС, которая воспринимает информацию из окружающей среды, из различных частей организма и перерабатывает ее.

© Science Photo Library

Далее вырабатываются стимулирующие или тормозящие импульсы, которые направляются к гипоталамусу. Он находится в промежуточном мозге, содержит огромное количество клеток, которые регулируют нейроэндокринную деятельность мозга и постоянство гормонов в организме.

2. Гипоталамус

Гипоталамус является второй ступенью иерархической лестницы. Воспринимая полученные нервные импульсы, он реагирует на них выбросом стимулирующих или ингибирующих (тормозящих) веществ.

© Getty Images

Стимулирующие вещества называются либеринами, а ингибирующие так же известны как статины. Данные вещества с током крови попадают в гипофиз (известен также как питуитарная железа, расположенная в основании черепа в турецком седле и представляющая собой образование размером с горошину).

3. Гипофиз

Гипофиз представляет собой третье звено в цепи гормональных систем. Эта железа, в свою очередь, синтезирует так называемые тропные гормоны, которые оказывают свое стимулирующее действие на периферические железы (органы эндокринной системы, располагающиеся вне черепной коробки).

© Getty Images Pro

Периферические эндокринные железы под действием тропных гормонов секретируют характерные уже для них гормоны. Непосредственно эти гормоны, либо какие-нибудь продукты их активности, оказывают действие уже на ЦНС при помощи систем отрицательной обратной связи.

Система отрицательной обратной связи является самой распространенной, она заключается в том, что сам гормон, или продукт его активности, с током крови попадает в центральные структуры и оказывает тормозящее действие в плане секреции данного гормона. Однако существует так же и система положительной обратной связи. В данном случае действие гормона стимулирует еще большую его секрецию.

Следует отметить, что все-таки конечным и завершающим звеном во всей этой цепочке являются ткани (мышцы, кости, ткани внутренних органов), на которые гормоны периферических желез оказывают свое влияние. Это так называемые ткани-мишени, в которых под действием гормонов происходят определенные биохимические и физиологические реакции.

Самые интересные гормоны гипофиза

Раньше ученые предполагали, что вазопрессин и антидиуретический гормон – это два разных вещества, но, как оказалось, это один и тот же гормон задней доли гипофиза, который отвечает за всасывание жидкости в почках, сужение сосудов и повышение артериального давления.

Интересный факт!

Интересно, что вместе с потреблением алкоголя замедляется продукция антидиуретического гормона. Алкоголь выводит большое количество жидкости с мочой и приводит организм в состояние обезвоживания (патологическое состояние, характеризующееся сниженным содержанием воды в организме).

Еще одним гормоном нейрогипофиза (задняя доля гипофиза) является окситоцин, необходимый для стимуляции матки и образования молока в молочных железах. Окситоцин также известен как гормон любви или связующий гормон. Согласно исследованиям, содержание окситоцина повышено у людей, состоящих в романтических отношениях, так как они, например, обнимаются чаще других. Из результатов эксперимента следует, что уровень окситоцина больше растет у женщин, при этом уровень кортизола, также известного как гормон стресса, снижается после объятий. Выяснилось, что объятия на протяжении 20 секунд снижают артериальное давление и благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему. Наблюдатели сделали вывод о том, что социальная поддержка во время стресса является неотъемлемым компонентом для сохранения здоровья человека. Подробнее об исследовании Вы узнаете, перейдя по ссылке в списке литературы.

© Concept-Stories

Гипофиз состоит из передней, средней и задней доли. В средней доле гипофиза вырабатывается меланоцитостимулирующий гормон. Этот гормон стимулирует синтез меланина, который придает окраску волосам, коже, глазам, а также выступает в роли защитного фактора от ожогов кожи и сетчатки. Именно благодаря этому веществу после нахождения под солнцем у Вас не появляются ожоги кожи и сетчатки, даже если Вы не использовали солнцезащитный крем и очки.

Подпишитесь на Здоровьесберегающий видеоканал

Примеры гормональных иерархических пирамид

Теперь построим несколько иерархических пирамид для внесения большей ясности в понимание принципа работы эндокринной системы человека.

Гормоны щитовидной железы

Ярким примером может послужить влияние вышележащих структур на синтез гормонов щитовидной железы. ЦНС, воспринимая информацию из окружающей среды, посылает нервные импульсы в гипоталамус, где синтезируется тиреотропин - рилизинг-гормон. Рилизинг-гормоны – это гормоны гипоталамуса, которые стимулируют синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза. Под влиянием гормона гипоталамуса в гипофизе секретируется ТТГ (тиреотропный гормон), который стимулирует синтез и секрецию трийодтиронина (Т₃) и тироксина (Т₄).

© SelfHacked

По данной системе и классифицируют заболевания, связанные с нарушением синтеза и секреции гормонов щитовидной железы. Например, гипертиреоидизм (синдром повышения функции щитовидной железы с избытком ее гормонов) будет называться первичным в случае поражения непосредственно щитовидной железы (орган может быть поражен опухолью или каким-либо еще заболеванием). При первичной патологии щитовидной железы структуры ЦНС, гипоталамуса и гипофиза функционируют правильно, в них нет никаких повреждений. При вторичном гипертиреоидизме будет поражен уже гипофиз, а при третичном имеется поражение гипоталамуса.

Гормоны надпочечников

Кортикотропин – рилизинг-гормон (гормон гипоталамуса) вызывает высвобождение АКТГ (адренокортикотропного гомона) в гипофизе, за счет чего стимулируется секреция гормонов надпочечниками (кортизол, альдостерон и андрогены).

© Science Photo Library

Подобно патологиям щитовидной железы в данном случае так же в зависимости от того, какое звено поражено, так и будет называться патология. При первичном заболевании наблюдается поражение надпочечников, при вторичном - гипофиза, а при третичном - гипоталамуса.

Гормон роста

В регуляции секреции гормона роста участвует два гормона - стимулирующий соматотропин (гормон передней доли гипофиза) и тормозящий соматостатин (гормон гипоталамуса).

© Getty Images

Половые гормоны

Для регуляции синтеза и секреции половых гормонов также необходимы гормоны гипоталамуса и гипофиза. Так, гипоталамус синтезирует так называемый гонадотропин – рилизинг-гормон, который, в сою очередь, действует на ткань гипофиза. Там синтезируются лютеинизирующий гормон (ЛГ) и фолликулостимулирующий гормон (ФСГ).

ЛГ вызывает повышение синтеза тестостерона (основной мужской половой гормон).

Тестостерон обладает свойством проходить через гематоэнцефалический барьер (полупроницаемая мембрана в ткани мозга, которая служит защитным механизмом, так как она пропускает через себя лишь некоторые вещества). При этом в мозге он превращается в эстроген, поэтому у мужчин в мозге больше эстрогена, чем у женщин.

У женщин под влиянием ЛГ происходит повышение синтеза и секреции прогестерона (гормон, который регулирует менструальный цикл и беременность), стимулируется овуляция и формирование желтого тела.

© VectorStock

ФСГ стимулирует образование спермы у мужчин и рост фолликулов (область, в которой содержится яйцеклетка) в яичниках у женщин.

Пролактин – это гормон гипофиза, который отвечает за развитие молочных желез у женщин и образование молока в период грудного вскармливания. Согласно иерархической системе регуляции, в гипоталамусе секретируется гормон, тормозящий действие пролактина на организм, известный как пролактостатин (пролактин-ингибирующий фактор или ПИФ).

Регуляция гормональной секреции

Не секрет, что гормоны в организме человека синтезируются в сравнительно небольших количествах. Для каждого гормона существует своя определенная концентрация в крови, при которой будет производиться необходимый эффект на ткани. Концентрация гормонов варьирует от 10ˉ¹² до 10ˉ³ граммов в 1 миллилитре крови. Давайте попробуем разобраться, существует ли какой-то механизм регуляции секреции гормонов, и каким образом информация о содержании гомона в крови достигает центральных структур.

Наиболее распространенным способом регуляции гормональной секреции является механизм отрицательной обратной связи, который характерен для абсолютного большинства гормонов в человеческом организме. Механизм этот довольно прост на первый взгляд и состоит в том, что после секреции железой гормона, он попадает в кровь, а с током крови информация о его концентрации поставляется в центральные структуры. Таким образом, сам гормон, реакция, вызванная этим гормоном, продукты активности или метаболизма оказывают тормозящий эффект, и секреция гормона на какое-то время замедляется.

© AACC

Например, синтез гормонов щитовидной железы контролируется гормонами гипоталамуса и гипофиза. При увеличении содержания в крови гормонов щитовидной железы происходит снижение продукции ТТГ гипофизом.

Интересный факт!

Даже если отделить гипофиз от гипоталамуса, наблюдается снижение выработки ТТГ гипофизом в ответ на повышение в крови гормонов щитовидной железы. Существует предположение, что это происходит, потому что уровень щитовидных гормонов оказывает свое влияние непосредственно на гипофиз, минуя гипоталамус.

Примером отрицательной обратной связи, осуществляемой за счет метаболитов или субстратов, может служить зависимость между концентрацией глюкозы и гормона инсулина в крови. Повышение содержания в крови глюкозы (например, после приема пищи) является стимулом для синтеза инсулина (гормон поджелудочной железы), который снижает уровень глюкозы в крови, способствуя ее утилизации клетками. В то же время, после снижения гликемии (содержания глюкозы в крови) секреция инсулина в больших количествах прекращается.

© Hormone

Интересно, что другой гормон поджелудочной железы - глюкагон оказывает совершенно противоположное инсулину действие в отношении глюкозы. При повышенном содержании глюкозы в крови уровень глюкагона падает, а при ее снижении концентрация глюкагона растет.

Интересный факт!

Даже одна единственная бессонная ночь стимулирует развитие резистентности клеток к действию инсулина, что является характерным фактором для сахарного диабета. По этой причине очень важно соблюдать правильный режим сна.

Существует также и механизм положительной обратной связи, который заключается в том, что биологическое действие гормона вызывает его дополнительную секрецию. Например, секреция ЛГ возрастает перед овуляцией под действием эстрогенов (эстрон, эстрадиол, эстриол), а секретируемый ЛГ стимулирует еще большую продукцию эстрогенов. Такой механизм регуляции продолжается до тех пор, пока ЛГ не достигнет определенной характерной для него концентрации в крови.

Регуляция гормональной секреции также зависит от возраста человека, а также от суточных и сезонных изменений. Например, гормон роста образуется в больших количествах во время ранних фаз сна, а на поздних стадиях его продукция уменьшается.

Интересный факт!

Бытует мнение, что если принимать мелатонин, также известный как гормон сна, то качество сна улучшится. Ученые придерживаются мнения, что мелатонин, скорее, является гормоном ночи или темноты, так как он вырабатывается именно в темное время суток. Возможно, качество сна значительно улучшится вместе с приемом препаратов на основе данного гормона, но не исключено, что они будут и бесполезны. Особенно бесполезен прием таких препаратов днем или при наличии какого-либо источника света. Принимать такие лекарственные средства необходимо только по назначению врача.

Что еще, кроме эндокринных желез, способно синтезировать гормоны?

Не только эндокринные железы способны вырабатывать гормоны. Их могут синтезировать также и некоторые внутренние органы. Вот только знаете ли Вы, какие именно органы способны это делать?

Почки

Почки являются одним из гормонально активных органов. Ими синтезируется гормон, играющий важную роль в регуляции артериального давления и поддержании необходимого количества жидкости в организме. Называется это гормон ренин. Другой почечный гормон – эритропоэтин усиливает продукцию эритроцитов.

© Science Photo Library

Сердце

Главный орган сердечно-сосудистой системы, прокачивающий кровь по сосудам, тоже секретирует особый гормон. Называется он предсердный натрийуретический пептид. Этот гормон необходим для снижения артериального давления и выделения из организма солей натрия с мочой.

© Science Photo Library

ЖКТ (Желудочно-кишечный тракт)

Желудочно-кишечный тракт человека также синтезирует определенные гормоны. В желудке синтезируется гастрин, необходимый для секреции соляной кислоты. В тонком кишечнике вырабатывается секретин для стимуляции работы поджелудочной железы, а также холецистокинин, необходимый для высвобождения ферментов поджелудочной железы посредством стимуляции сокращений желчного пузыря.

© Science Photo Library

Интересный факт!

Витамин D - единственный витамин, который является и гормоном в том числе. Активная форма витамина D называется кальцитриолом и активируется под действием ультрафиолетовых лучей. Вместе с кальцитонином (гомон щитовидной железы) и паратгормоном (гормон паращитовидных желез) он регулирует обмен кальция и фосфора в организме.