5. Серьезные игры гормонов Статья о том, как работают

Е.Котина
Серьезные игры гормонов
■
лово «гормон» часто выI
зывает фривольные ас%
социации: у кого-то они
^ ^ ^4 выделяются в избытке,
да еще и где-то играют... Но о том,
как гормоны играют, мы поговорим в
другой раз, в рубрике «Проблемы и
методы любви». Сейчас — о том, как
они работают.
Эта удивительная управляющая система возникла в ходе эволюции, вероятно, чуть позже многоклеточное™
и одновременно с кровеносной сиетемой. На самом деле даже одноклеточные существа небезразличны кхимическим сигналам, приходящим извне, в том числе от других клеток. Но
только у многоклеточных могла появиться изощренная многоуровневая
регуляция, известная под названием
эндокринной системы.
Она управляет именно теми функциями организма, которые чаще всего бывают неподвластны воле и сознанию: от переработки питательных
веществ до влюбленности, от роста
рук, ног и туловища до колебаний настроения, от зачатия ребенка до таинственной деятельности внутренних
органов, которые многим своим хозяевам и по именам-то не известны...
Вернее, наоборот: эти функции неподвластны воле, потому что управляются не нервной, а эндокринной
системой. Специальные клетки в железах и тканях вырабатывают гормоны (от греч. hormaino — приводить в
движение, побуждать). Эти вещества
выделяются во внеклеточное пространство, в кровь и лимфу, а с их
токами попадают в «мишени» —органы и клетки и производят нужные
эффекты. Примечательно, что они
работают в очень низких концентрациях —до 1 0 " моль/л.
В настоящее время описано и выделено более полутора сотен гормонов из разных многоклеточных организмов. По химическому строению их
делят натри группы: белково-пептидные, производные аминокислот и стероидные гормоны. Первая группа —
это гормоны гипоталамуса и гипофиза, поджелудочной и паращитовидной
желез и гормон щитовидной железы
30
калыдитонин. Некоторые гормоны,
например фолликулостимулирующий
и тиреотропный, представляют собой
гликопротеиды— пептидные цепочки, «украшенные» углеводами.
Производные аминокислот — это
амины, которые синтезируются в мозговом слое надпочечников (адреналин и норадреналин) и в эпифизе (мелатонин), а также иодсодержащие
гормоны щитовидной железы трииодтиронин и тироксин (тетраиодтиронин)
Третья группа как раз и отвечает за
легкомысленную репутацию, которую
гормоны приобрели в народе: это стероидные гормоны, которые синтезируются в коре надпочечников и в половыхжелезах. Взглянув на их общую
формулу, легко догадаться, что ихбиосинтетический предшественник—холестерин. Стероиды отличаются по
количеству атомов углерода в молекуле: С21 — гормоны коры надпочечников и прогестерон, С19 — мужские
половые гормоны (андрогены и тестостерон), С18 — женские половые
гормоны (эстрогены).
Гидрофильные молекулы гормонов,
например белково-пептидные, обычно транспортируются кровью в свободном виде, а стероидные гормоны
или иодсодержащие гормоны щитовидной железы — в виде комплексов
с белками плазмы крови. Кстати, белковые комплексы могут также выступать и в роли резервного пула гормона: при разрушении свободной
формы гормона комплекс с белком
диссоциирует и таким образом поддерживается нужная концентрация
сигнальной молекулы.
Достигнув мишени, гормон связывается с рецептором — белковой молекулой, одна часть которой отвечает за связывание, прием сигнала,
другая — за передачу эффекта «по
эстафете» внутрь клетки. (Как правило, при этом изменяется активность
каких-либо ферментов.) Рецепторы
гидрофильных гормонов находятся на
мембранах клеток-мишеней, а липофильных— внутри клеток, поскольку
липофильные молекулы могут проникать через мембрану. Сигналы от ре-
цепторов принимают так называемые
вторичные мессенджеры, или посредники, куда менее разнообразные, чем
сами гормоны. Здесь мы встречаемся с такими знакомыми персонажами, как циклоАМФ, G-белки, протеинкиназы — ферменты которые навешивают фосфатные группы на белки,
тем самым порождая новые сигналы.
Теперь снова поднимемся с клеточного уровня на уровень органов итканей. С этой точки зрения — все начинается в гипоталамусе и гипофизе.
Функции гипоталамуса многообразны
и даже сегодня не до конца изучены,
но, вероятно, все согласны в том, что
гипоталамо-гипофизарный комплекс —
центральная точка взаимодействий
нервной и эндокринной систем. Гипоталамус — это и центр регуляции
вегетативных функций, и «колыбель
эмоций». В нем вырабатываются рилизинг-гормоны (от англ. release —
высвобождать), они же либерины,
стимулирующие выброс гипофизом
гормонов, а также статины, тормозящие этот выброс.
Гипофиз —эндокринный орган, находящийся на внутренней поверхности мозга. Он вырабатывает тройные
гормоны (греч. tropos — направление),
которые называются так потому, что
направляют работу других, периферических эндокринных желез — надпочечников, щитовидной и паращитовидной, поджелудочной, половыхжелез. Причем эта схема насыщена обратными связями, например, женский
гормон эстрадиол, попадая в гипофиз, регулирует секрецию тройных
гормонов, управляющих его собствен­
ной секрецией. Поэтому количество
гормона, во-первых, не бывает чрезмерным, а во-вторых, различные эндокринные процессы тонко согласуются между собой.
Особого внимания заслуживает
временная регуляция. «Встроенные
часы» нашего организма — это эпифиз, шишковидная железа, вырабатывающая гормон мелатонин (производное аминокислоты триптофана).
Перепады концентрации этого вещества создают у человека чувство времени, а от характера этих перепадов
^jgr^tr™
зависит, будет ли человек «совой» или
«жаворонком». Концентрация очень
многих гормонов также циклически
изменяется в течение суток. Вот по­
чему эндокринологи иногда требуют
от пациентов собирать суточную мочу
(сумма может оказаться более посто­
янной и характерной величиной, чем
слагаемые), а иногда, если нужно
оценить динамику, берут анализы
каждый час.
Соматотропный гормон (СТГ) ока­
зывает действие на весь организм —
он стимулирует рост и соответствен­
но регулирует обменные процессы.
Опухоли гипофиза, вызывающие
сверхпродукцию этого гормона, ста­
новятся причиной гигантизма у чело­
века и животных. Если опухоль воз­
никает не в детстве, а позднее, раз­
вивается акромегалия — неравно­
мерное разрастание скелета, в основ­
ном за счет хрящевых участков. Не­
достаточность СТГ, напротив, приво­
дит к карликовости, или гипофизарному нанизму. К счастью, современ­
ная медицина это лечит. Если врач
установит, что причина слишком мед­
ленного роста ребенка (даже не
обязательно карликовости, а просто от­
ставания от сверстников) именно в
низкой концентрации СТГ, и сочтет
нужным прописать уколы гормона, то
рост нормализуется. А вот рассказ со­
ветского фантаста Александра Беляе­
ва «Человек, нашедший свое лицо» —
все-таки сказка: взрослому человеку
гормональные инъекции вырасти не
помогут.
МОЛЕКУЛЫ ЖИЗНИ
В гипофизе вырабатывается и пролактин, он же лактогенный и лютеотропный гормон (ЛТГ), отвечающий за
лактацию в период кормления грудью.
Кроме того, в гипофизе синтезируют­
ся липотропины — гормоны, стимули­
рующие вовлечение жира в энерге­
тический обмен. Эти же гормоны яв­
ляются предшественниками эндорфинов — «пептидов радости». Меланоцитстимулирующие гормоны гипофиза
(МСГ) регулируют синтез пигментов в
коже и вдобавок, судя по некоторым
данным, имеют какое-то отношение к
механизмам памяти. Еще два важных
гормона — вазопрессин и окситоцин;
первый называют также антидиурети­
ческим гормоном, он регулирует вод­
но-солевой обмен и тонус артериола;
окситоцин отвечает за сократительную
активность матки у млекопитающих и
вместе с пролактином—за молоко. Его
используют для стимуляции родов.
Между прочим, идея, положенная
Михаилом Булгаковым в основу «Со-
бачьего сердца», — пересадка чело­
веческого гипофиза в мозг собаки не
только перестраивает тело животно­
го, превращая его в подобие челове­
ческого, но и передает подопытному
такие качества донора, как хамство и
алкоголизм, — с точки зрения физио­
логии начала XX века весьма остро­
умна. СТГ заставил Шарика вырасти
величиной с человека, тройные гор­
моны перенастроили метаболизм,
эндорфины —эмоциональный фон...
словом,если и не вся незабываемая
личность Клима Чугункина досталась
бедному псу, то немалая ее часть!
Конечно, современные нейрофизио­
логи понимают, что гипофиз не мо­
жет быть вместилищем классовой
ненависти и других сложных инстин­
ктов, зато все остальное — чистая
правда.
31