Гормональная регуляция: понятие, классификация гормонов, их функции, механизм действия

Гормон - это биологически активное вещество, вырабатываемое эндокринной системой человека, в которую входят гипофиз, щитовидная железа, надпочечники и ряд специальных клеток. Гормоны регулируют все физиологические процессы в организме, при этом, не контактируя напрямую с клетками, а работая с ними через специальные рецепторы, настроенные на соответствующий гормон. Какие органы участвуют в гормональной регуляции, и как это отражается на организме - вот в чем главный вопрос.

Классификация по происхождению

Механизм гормональной регуляции включает в себя самые различные функции. Это возможно благодаря тому, что гормоны состоят из самых разных веществ. Условно их можно разделить на несколько групп по составу:

1. Гормоны, состоящие в основном из белка, называются полипоидами и вырабатываются в основном в гипоталамусе, гипофизе и железами щитовидки. Также такого типа гормоны продуцируются в поджелудочной железе.
2. Другая группа гормонов в основном состоит из аминокислот. Данный тип микроэлементов вырабатывается в надпочечниках и щитовидной железой, той ее частью, которая называется йодсодержащей.
3. Стероидный тип гормонов. Продуцируется половой системой человека - в женском организме яичниками, а в мужском - яичками. Также небольшая доля стероидных гормонов вырабатывается в коре надпочечника.

Классификация по функциям

Данные микроэлементы участвуют в гормональной регуляции различных процессов в организме. Например, липидный, углеводный и аминокислотный обмен регулируется инсулином, глюкагоном, адреналином, кортизолом, тироксином и соматотропном.

Обмен соли и воды в организме человека поддерживается альдостероном и вазопрессином.

Кальций и фосфаты усваиваются клетками организма с помощью паратгормона, кальцитонина и кальцитриола. В репродуктивной системе работают такие гормоны, как эстроген, андроген, гонадотропные гормоны.

Существуют микроэлементы, которые регулируют выработку других гормонов - это тропные гормоны гипофиза, либерин и статин в гипоталамусе. Но гормональная регуляция предполагает использование одних и тех же микроэлементов в различных процессах, например, тестостерон регулирует работу половой системы в организме мужчины, при этом он же отвечает за рост костей и мышечной массы. А без адреналина невозможна работа сердечно-сосудистой системы и регуляция качества усвоения организмом углеводов и липидов.

Механизм действия гормонов на организм

Механизм гормональной регуляции предполагает несколько типов воздействия гормона на клетку. Первый способ - это воздействие на активность ферментов в клетке через мембранный рецептор. При этом сам гормон в клетку не проникает, а воздействует на нее через специальных посредников - рецепторов. К такому типу воздействия относятся пептиды, белковые гормоны и адреналин.

Во втором способе воздействия гормоны проходят через мембрану внутрь клетки и напрямую воздействуют на соответствующие им рецепторы. Это стероиды и тиреоидные гормоны.

В третьей группе гормонов находятся инсулин и тиреоидные гормоны, они воздействуют на рецепторы мембраны, пользуясь изменением ионов в мембранных каналах.

В чем заключается уникальность гормонального воздействия?

Гормональная регуляция уникальна тем, что она проводится почти мгновенно и при этом использует очень малое количество активного вещества. Уровень гормонов в крови определяется микромолями.

Другая особенность - это дистанцирование: гомон может вырабатываться только в одной железе, при этом попадать в орган воздействия, находящийся в другой части организма.

И последняя, очень редкая и удобная функция гормональной регуляции – быстрое торможение процесса. Организм не ждет, пока активный элемент выведет из организма естественный обмен веществ, он вырабатывает гормон-иннактиватор. Тот прекращает действие активного гормона практически мгновенно.

Что такое рецептор и передача сигнала через мембрану?

Гормональная регуляция обмена веществ осуществляется воздействием гормонов на чувствительные к ним рецепторы, находящиеся внутри клеток или на их поверхности - на мембране. Рецептор, чувствительный к определенному гормону, делает клетку воздействия мишенью.

Рецептор по своей структуре похож на гормон воздействия, и состоит он из сложных белков гликопротеинов. Данный элемент, как правило, состоит из 3 доменов. Первый - это домен узнавания гормона. Второй - домен, проводящий сквозь мембрану. А третий создает соединение с гормона с клеточными веществами.

Гормональная система регуляции разбивается на несколько ступеней:

1. Связь рецептора с соответствующим гормоном.
2. Связь рецептор-гормон вступает в реакцию с G-белком, меняя его структуру.
3. Полученная связь белка гормона-рецептора вызывает реакцию аденилатциклазы в клетке.
4. На следующем этапе аденилатциклаза вызывает реакцию протеинкиназы, что соответственно приводит к активации белковых ферментов.

Данная гормональная регуляция функций называется аденилатциклазной системой.

Существует еще одна система - гуанилатциклазная. По принципу регуляции гормонального цикла она схожа с аденилатциклазной системой, но при ее работе сигнал с последовательности воздействия на белки в клетке способен усиливаться в десятки раз. Еще существует схожие способы сигнализации – Са²⁺-мессенджерная система и инозитолтрифосфатная система. Для каждого отдельного типа белка существует своя система.

Внутриклеточные рецепторы

Существует ряд гормонов, в большинстве своем это стероиды, способных воздействовать на клетку-мишень, вступая в контакт с рецепторами, находящимися в цитоплазме, то есть внутри клетки. В данном случае гормон сразу проникает к ядру клетки и, вступив в связь с рецептаром, запускает механизм воздействия на ДНК-энхансер или сайленсер. Это в итоге приводит к изменению количества белков и ферментов, влияющих на обмен веществ внутри клетки и изменяющех ее состояние.

Гормоны центральной нервной системы

Известно, что часть гормонов вырабатывается центральной норной системой, а именно гипоталамусом - это тропные гормоны. Нервно-гормональная регуляция накапливает их в передней и задней части гипоталамуса, откуда с кровотоком они попадают в щитовидную железу.

Гормоны типа тиреотропина, кортикотропина, соматотропина, лютропина, пролактина и ряда других имеют очень широкий спектр воздействия на организм человека. При этом гормоны, тормозящие их действие, вырабатываются в щитовидной железе в ответ на нервную реакцию периферией органов. Но даже если бы этого не происходило, данный тип гормонов имеет самый короткий период жизни - не более 4 минут.

Гомоны щитовидной железы

Гормональная регуляция организма не обходится без щитовидной железы. Она вырабатывает такие гормоны, которые отвечают за усвоение кислорода клетками организма, синтезируют ряд белков, выделяют холестерин и желчь, а также расщепляют жирные кислоты и сами жиры. Это трийодтиронин и тетрайодтиронин.

При повышении уровня данных гормонов в крови происходит ускорение расщепления белков, жиров и углеводов, ускоряется сердечный ритм, расшатывается работа всей нервной системы и возможно образование зоба.

При низкой выработке трийодтиронина и тетрайодтиронина в организме происходят сбои другого характера – лицо человека приобретает округлую форму, задерживается умственное и физическое развитие ребенка, обмен веществ замедляется.

Алгоритм регуляции гормонов центральной нервной системой

Всеми функциями в организме управляет мозг человека. Причем всегда это происходит неосознанно, то есть без участия личностного «я» человека.

Даже гормональная регуляция глюкозы или других веществ в крови человека - это сигнал, проходящий от внешнего раздражителя или внутреннего органа в центральную нервную систему.

При получении сигнала в процесс вступает гипоталамус, находящийся в промежуточном мозге. Выработанные им гормоны попадают в гипофиз, где синтезируются уже гипофизные гормоны, то есть тропные гормоны. Из передней доли в гипофизе торопный гормон попадает в щитовидную железу или другие органы эндокринной системы. Там они запускают синтез соответствующих ситуации гормонов.

Данную цепочку уровней гормональной регуляции можно рассмотреть на примере адреналина.

При сильном испуге, то есть воздействии извне, мгновенно начинает работать вся цепочка, гипоталамус - гипофиз - надпочечники - мышцы. Оказавшийся в крови, адреналин вызывает усиленное сокращение сердечной мышцы, а значит, повышенный приток крови к мышцам. Это делает их крепче и выносливее. Это объясняет тот факт, что человек на фоне сильного испуга может пробежать дистанцию быстрее тренированного атлета или преодолеть довольно высокую преграду одним прыжком.

Что влияет на количество гормонов в крови?

Гормоны в крови присутствуют постоянно, но в какие-то периоды их меньше, а в какие-то больше. Это зависит от многих факторов. Например, хроническое нервное напряжение, стресс, усталость, недосыпание. Также влияет на уровень гормонов качество и количество съеденной пищи, выпитого алкоголя или выкуренных сигарет. Известно, что в дневное время уровень гормонов наиболее низок по сравнению с ночным. Особенно его пик достигается ранним утром. Кстати, именно поэтому у мужчин наблюдается утренняя эрекция, и именно поэтому все анализы на уровень того или иного гормона берутся с утра и на голодный желудок.

В случае с женскими гормонами на их уровень в крови влияет день месячного цикла менструации.

Типы гормонов по воздействию их на организм

Гормоны и гормональная регуляция зависят от типа микроэлемента. Ведь есть гормоны, жизнь которых длится менее 4 минут, и есть те, которые воздействуют на организм в течении 30 минут и даже нескольких часов. Затем нужна новая стимуляция для их выработки.

1. Анаболические гормоны. Это микроэлементы, позволяющие организму получать и накапливать в клетках энергию. Их вырабатывает гипофиз, и представлены они фоллитропином, лютропином, андрогенами, эстрогенами, соматотропином и хорионическим гонадотропином плаценты.
2. Инсулин. Данный гормон вырабатывается бета-клетками поджелудочной железы. Инсулин управляет усвоением клетками организма глюкозы. При нарушении работы данного органа и прекращении выработки инсулина у человека развивается сахарный диабет. Заболевание неизлечимое, и при неправильном лечении даже смертельное. К счастью, оно легко диагностируется по первичным симптомам и элементарному анализу крови. Так что если человек стал много пить, его постоянно мучает жажда, а мочеиспускание стало многократным, то, скорее всего, у него нарушился уровень сахара в крови, а значит, имеет место сахарный диабет. Инсулинозависимый диабет является чаще всего врожденной патологией, а диабет 2 типа, соответственно, приобретенным заболеванием. Лечение включает в себя инсулиновые инъекции и строгую диету.
3. Катаболические гормоны представлены кортикотропином, кортизолом, глюкагоном, тироксином и адреналином. Данные микроэлементы учавствуют и управляют расщеплением жиров, аминокислот и углеводов, попавших в организм с пищей, и выработкой из них энергии.
4. Тироксин. Этот гормон вырабатывается в щитовидной железе - в той ее части, которая синтезирует йодовые клетки. Гормон управляет продукциерованием самых разных гормонов, в основном половых, и регулирующих рост тканей в организме.
5. Полипептид глюкагон стимулирует разложение гликогена, что повышает уровень сахара в крови.
6. Кортикостероид. Этот вид гормона вырабатывается в основном в надпочечниках и представлен в виде женского гормона – эстрогена и мужского гормона – андрогена. Кроме того, кортикостироиды выполняют еще ряд функций в обмене веществ, влияющих на его рост и обратную связь с ЦНС.
7. Адреналин, норадреналин и дофамин представляют группу так называемых катехоламинов. Сложно переоценить влияние данных микроэлементов на работу организма в целом и в частности на его сердечно-сосудистую систему. Ведь именно адреналин помогает сердцу ровно и бесперебойно перекачивать по сосудам кровь.

Гормоны вырабатываются не только определенными органами эндокринной системы, есть еще и специфические клетки, способные синтезировать данные микроэлементы. Например, существует нейрогормон, вырабатываемый нервными клетками, или так называемый тканевый гормон, рождающийся в клетках кожи и имеющий сугубо местное действие.

Заключение

Гормональная регуляция зависит от многих факторов, и привести к опасному состоянию в организме может отсутствие или низкий уровень всего одного гормона. На примере инсулина был рассмотрен сахарный диабет, а если в организме мужчины почти нет тестостерона, то он никогда не сможет стать отцом, при этом будет низкорослым и слабым. Так же, как и женщина без необходимого количества эстрогена не будет иметь внешних половых признаков и потеряет способность рожать детей.

Таким образом, возникает вопрос – как поддерживать необходимый уровень нужных гормонов в организме?

В первую очередь нельзя пускать на самотек появление в работе организма тревожных признаков – непонятной жажды, болей в горле, нарушения сна и аппетита, сухой шелушащейся кожи, блеклости волос и апатичного состояния. При появлении данных симптомов нужно срочно обращаться к врачу. А детей следует показывать педиатру не реже, чем каждые 6 месяцев. Ведь многие опасные патологии проявляются именно в детском возрасте, когда еще можно с помощью заместительной терапии справиться с болезнью. Пример такого отклонения - гигантизм или карликовость.

Взрослым людям нужно обращать внимание на свой образ жизни. Нельзя накапливать усталость и стресс - это обязательно приводит к гормональному сбою. Для того чтобы центральная нервная система работала без перебоев, нужно научиться не реагировать на раздражители, вовремя ложится спать. На сон надо отводить не менее 8 часов в сутки. Причем спать нужно именно ночью, так как часть гормонов вырабатывается только в темноте.

Нельзя забывать о вреде переедания и пагубных привычек. Алкоголь способен разрушить поджелудочную железу, а это прямая дорога к сахарному диабету и ранней смерти.

На протяжении всей жизни нужно соблюдать определенную диету – не есть жирное и сладкое, снижать потребление консервантов, разнообразить свое меню свежими овощами и фруктами. Но главное, питаться нужно дробно - по 5-6 раз в день маленькими порциями.