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 этого взаимодейтсивия. 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.

Гормонорецепторный комплекс белково-пептидных и катехоламиновых гормонов активирует внутриклеточные процессы, ведущие к образованию вторых посредников, реализующих свое действие в основном через ядерный аппарат клетки. Основными из них являются: 1) аденилилциклаза — циклический аденозинмонофосфат (цАМФ); 2) гуанилилциклаза — циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ); 3) фосфолипаза С — инозитолтрифосфат (ИТФ) и диацилглицерин (ДАГ); 4) ионизированный кальций — кальмодулин (белок немышечных клеток и миоцитов гладких мышц) или тропонин С (в поперечнополосатых мышеч­ных клетках).

Гормонорецепторный комплекс, образуемый стероидными гор­монами и гормонами щитовидной железы в результате их связи с внутриклеточными рецепторами, обычно реализует свое влияние на клетки через генетический аппарат.

Прекращение действия гормонов осуществляется с помощью тканевых ферментов и ферментов самих эндокринных желез, печени, почек. Многие продукты расщепления гормонов также актив­ны и вызывают иногда сходные эффекты. Продукты распада гор­монов выводятся главным образом почками, а также железами — слюнными, желудочно-кишечного тракта, потовыми и с желчью.

Регуляция выработки гормонов

Во многих железах выработка гормонов регулируется метаболитами, гормонами гипофиза и дру­гими биологически активными веществами. Например, ангиотензин-II стимулирует секрецию альдостерона. Соматостатин, кро­ме гипофиза, вырабатывается в поджелудочной железе, где он паракринным путем подавляет секрецию инсулина и глюкагона. Функция гипофиза регулируется в свою очередь нейрогормонами – гормонами гипоталамуса.

Регуляция с помощью метаболитов и тканевых гормонов

Метаболиты — продукты, образующиеся в организме в процессе обмена веществ как результат различных биохимический реакций. Это аминокислоты, нуклеотиды, коферменты, угольная, молочная, пировиноградная, адениловая кислоты, ионный сдвиг, изменения рН. Регуляция с помощью метаболитов на ранних этапах филогенеза была единственной. Метаболиты одной клетки непосредственно влияли на другую, соседнюю клетку или группу клеток, которые, в свою очередь, таким же способом действовали на следующие клетки (контактная регуляция). С появлением гемолимфы и сосудистой системы метаболиты стали передаваться и к другим клеткам организма с движущейся гемолимфой на большие расстояния, причем осуществляться это стало быстрее. Затем появилась нервная система как регулирующая система, а еще позже — эндокринные железы. Метаболиты хотя и действуют в основном как местные регуляторы, могут влиять и на другие органы и ткани, на активность нервных центров. Например, накопление угольной кислоты в крови ведет к возбуждению дыхательного центра и усилению дыхания. Примером местной гуморальной регуляции может служить гиперемия интенсивно работающей скелетной мышцы: накапливающиеся метаболиты обеспечивают расширение кровеносных сосудов, что увеличивает доставку кислорода и питательных веществ к мышце. Подобные регуляторные влияния метаболитов происходят и в других активно работающих органах и тканях организма.

Тканевые гормоны — биогенные амины (гистамин, серотонин), простагландины и кинины — занимают промежуточное положе­ние между гормонами и метаболитами как гуморальные факторы регуляции. Эти вещества свое регулирующее влияние оказывают 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 называют модуляторами регуляторных сигналов, так как они оказывают модулирующее влия­ние. Тканевые гормоны образуются неспециализированными клет­ками, но действуют они посредством специализированных кле­точных рецепторов. Поскольку тканевые гормоны влияют на проницаемость клеточных мембран, они регулируют поступление в клетку и выход из нее различных веществ и ионов, определяющих мембранный потенциал, а значит, и развитие потенциала действия.