§3. Гормональная регуляция: виды гормонов и их влияний на органы, ткани и системы организма.

У рефлекторной реакции может быть гормональное звено, что характерно для регуляции функций внутренних органов, т.е. веге­тативных функций, в отличие от соматических функций, рефлек­торная регуляция которых осуществляется только нервным путем (деятельность опорно-двигательного аппарата). Включение гормо­нального звена осуществляется за счет дополнительной выработ­ки биологически активных веществ. Например, при действии на экстерорецепторы сильных раздражителей (холод, жара, болевой раздражитель) возникает мощный поток афферентных импуль­сов, в ЦНС, при этом в кровь выбрасывается дополнительное количество адреналина и гормонов коры надпочечников, играю­щих адаптивную (защитную) роль.

Гормоны (от греч. Hortnan – возбуждаю) – биологически актив­ные вещества, вырабатываемые эндокринными железами или специа­лизированными метками, находящимися в различных органах, напри­мер в поджелудочной железе и в желудочно-кишечном тракте. Гор­моны вырабатываются также нервными клетками – это нейрогормоны, гормон гипоталамуса (либерины и статины), регулирующие функцию гипофиза. Особую группу представляют собой тканевые гормоны – биологически активные вещества, выраба­тываемые неспециализированными клетками.

§4. Регуляция с помощью метаболитов и тканевых гормонов. Миогенный механизм регуляции.

Метаболиты – вещества, подвергшиеся в процессе обмена веществ химическим превращениям (ферменты, витамины, аминокислоты, моносахариды и другие), которые могут приводить к ионному сдвигу и изменению рН, транспортируются кровью к другим клеткам организма на большие расстояния. Метаболиты могут влиять на другие ткани и органы, а также на активность нервных центров. Например, накопление угольной кислоты в крови ведет к возбуждению дыхательного центра и усилению дыхания. Накапливающиеся метаболиты обеспечивают расширение кровеносных сосудов, что увеличивает доставку кислорода и питательных веществ к мышце.

Тканевые гормоны (гистамин, серотонин, простагландины, кинины и другие) занимают промежуточное положение между гормонами и метаболитами и являются гуморальными факторами регуляции. Эти вещества оказывают влияние на клетки тканей посредством изменения их биофизических свойств (проницаемости мембран, их возбудимости), изменения интенсивности обменных процессов, чувствительности клеточных рецепторов, образования вторых посредников. В результате этого изменяется чувствительность клеток к нервным и гуморальным влияниям. Поэтому тканевые гормоны называются модуляторами регуляторных сигналов. Поскольку тканевые гормоны влияют на проницательность клеточных мембран, они регулируют поступление в клетку и выход из клетки различных веществ и ионов, определяющих мембранный потенциал, а, значит, и развитие потенциала действия.

Регуляция функций посредством тканевых гормонов. К ним от­носятся биогенные амины (гистамин, серотонин), простагландины, кинины (калликреин, брадикинин) и др. Они занимают про­межуточное положение между гормонами и метаболитами как гу­моральные факторы регуляции (паракриния, регуляция с помо­щью гормонов – эндокриния). Паракринные вещества оказывают свое регулирующее влияние на клетки тканей, изменяя их био­физические свойства (проницаемость мембран, их возбудимость), интенсивность обменных процессов, чувствительность клеточных рецепторов, образование вторых посредников. В результате этого изменяется чувствительность клеток к нервным и гуморальным влияниям. Таким образом, тканевые гормоны оказывают модули­рующее влияние, поэтому их называют модуляторами регуляторных сигналов. Тканевые гормоны образуются неспециализи­рованными клетками, но действуют через специализированные клеточные рецепторы. Выделяют также еще один вид регуляции – «аутокринию» – это регуляция функции клеток, которые выделя­ют вещество. Например, норадреналин, выделяемый симпатичес­кими нервными окончаниями в больших дозах, угнетает выброс норадреналина этим же окончанием, в малых дозах – стимулиру­ет процесс.

Сущность миогенного механизма регуляции состоит в том, что предварительное умеренное растяжение скелетной или сердечной мышц увеличивает силу их сокращения. Сократительная активность гладкой мышцы также зависит от степени наполнения полого мышечного органа, то есть его растяжения. Вот почему нужно делать физические упражнения, тренируя мышцы. В результате обеспечивается регуляция тонуса сосудов и наполнение внутренних полых органов без существенного повышения давления в них (до определенной величины). Кроме того, большинство гладких мышц обладает автоматизмом, они постоянно находятся в некоторой степени сокращения – в тонусе, – под влиянием импульсов, возникающих в них самих (например, мышцы кишечника, кровеносных сосудов). Импульсы, поступающие к ним по вегетативным нервам, оказывают модулирующее влияние – увеличивают или уменьшают тонус гладких мышечных волокон.

Гормоны следует классифицировать по трем основным призна­кам.

По химической природе выделяют три группы гормонов:

1) по­липептиды и белки;

2) аминокислоты и их производные;

3) сте­роиды.

По эффекту (знаку действия) выделяют возбуждающие и тор­мозящие.

По месту действия на органы-мишени или на другие эндо­кринные железы гормоны делят на две группы:

1) эффекторные гормоны, действующие на клетки-эффекторы (например, инсу­лин, регулирующий обмен веществ в организме, увеличивает син­тез гликогена в клетках печени, увеличивает транспорт глюкозы и других веществ через клеточную мембрану, повышает интенсив­ность синтеза белка);

2) тропные гормоны (тропины), действую­щие на другие эндокринные железы и регулирующие их функции (например, адренокортикотропный гормон гипофиза – кортикотропин (АКТГ) – регулирует выработку гормонов корой над­почечников).

Гормоны транспортируются к органам и тканям в основном (око­ло 80 %) в неактивном состоянии в форме обратимых комплексов с белками плазмы и форменными элементами крови, а также в свободном (активном) состоянии (около 20%). Гормоны, не свя­занные с транспортными белками крови, имеют доступ к клет­кам и тканям. Гормоны органоспецифичны и обладают весьма высокой биологической активностью. Например, уровень женского полового гормона эстрадиола в разные фазы менструального цикла в крови колеблется от 0,2 до 0,6 мкг %.

Период полужизни гормо­нов небольшой – обычно около 1 ч, поэтому они должны посто­янно синтезироваться и секретироваться.

Механизм действия различных гормонов. Известны положения П.Эрлиха (1911, 1913): «вещества не действуют, не будучи свя­занными», как «замок и ключ». Роль «замка» выполняют клеточ­ные рецепторы, роль «ключа» – лиганд (гормон, медиатор, фар­макологический препарат). Для всех гормонов в клетках-мишенях имеется рецептор. Влияние любого гормона на клетку-мишень начинается с его взаимодействия с рецептором. Существуют два основных варианта. Если клеточная мембрана непроницаема для гормона, то рецепторы расположены на ее поверхности (напри­мер, для белково-полипептидных гормонов гипоталамуса, гипо­физа, поджелудочной железы, а также катехоламинов мозгового слоя надпочечников, которые водорастворимы, но нерастворимы в липидах). Если клеточная мембрана проницаема для гормона, то он взаимодействует с внутриклеточными рецепторами – ядра и цитоплазмы. Это справедливо для стероидных гормонов (кортикоидов и половых гормонов), а также гормонов щитовидной желе­зы, растворимых в липидах.