Механізм дії гормонів та значення гормонів

Гормони впливають на функції організму. Вони

1) регулюють обмін речовин (білковий, жировий, вуглеводний, мінеральний, водний), тим самим підтримуючи гомеостаз;

2) 2) впливають на ріст і формування органів та всього організму в цілому;

3)  під дією гормонів здійснюється тканинне диференціювання;

4)  вони можуть виступати пусковими механізмами для органів-ефекторів або змінювати інтенсивність функціонування будь якого органа.

5)  залози внутрішньої секреції разом із нервовою системою забезпечують пристосування організму в умовах стресу.

Для всіх гормонів характерна специфічність їх дії. Механізм дії гормонів неоднаковий по-перше для різних гормонів, по-друге, при дії гормонів на різні субстрати, по-третє, він не однаковий для різних представників тваринного світу.

 Вважають, що гормони діють шляхом зміни фізичної структури ферментів, проникності клітинної мембрани та дії на генетичний апарат клітини. Згідно першої гіпотези, гормони, приєднуючись до ферментів, змінюють їх структуру, а це у свою чергу впливає на швидкість протікання ферментативних реакцій. Тобто гормони можуть активувати та гальмувати дію ферментів. Але цей механізм дії гормонів доведений лише для деяких із них. Подібно цьому не для всіх гормонів доведено їх, вплив на проникність клітинної мембрани.

На сьогодні доведено, що майже всі гормони діють через генетичний апарат клітини. Виявилось, що гормон підшлункової, щитовидної залоз, гормони наднирників, статевих залоз, гіпофізу по механізму їх, дії можна віднести до генетичних індукторів (стимуляторів). Суть їх дії полягає в тому, що вони зв’язують реп ресор, який утрачає при цьому здатність блокувати початок зчитування гена в молекулі ДНК. Біля звільненого структурного гена будується і-РНК та починається синтез білка-фермента, необхідного в даній тканині при даних умовах. Так, наприклад, встановлено, що інсулін індукує синтез ферментів, які здійснюють розщеплення глюкози. При недостачі цього гормону глюкоза розщеплюється з меншою інтенсивністю. Що призводить до збільшення її вмісту в крові.

Усі залози внутрішньої секреції в організмі знаходяться в постійній взаємодії. Вони регулюють роботу одна одної за принципом зворотного зв’язку. При цьому, якщо гормон однієї залози підсилює роботу іншої, то остання здійснює на першу гальмівний вплив, а це призводить до зменшення збудливого впливу першої залози на другу.

Дія різних гормонів може бути як синергічною (однонаправленою), так і антагоністичною (протилежно направленою). Протилежно діють на вуглеводний обмін гормон наднирників адреналін та гормон підшлункової залози інсулін. Гормон щитовидної залози та адреналін діють навпаки як синергісти. Взаємодія між ними може здійснюватись за участю нервової системи. Гормони одних залоз діють на нервові центри, а імпульси, які йдуть від нервових центрів, змінюють характер діяльності інших залоз.

Гіпофіз

Гіпофіз, ще називають нижнім мозковим придатком, розміщений у заглибині основної кістки черепа, в так званому турецькому сідлі. За допомогою ніжки він зв’язаний з основою мозку. Маса гіпофіза складає від 0,4 до 1,1 г. Гіпофіз складається із двох основних відділів: передньої та задньої долей. Передня доля гіпофізу називається аденогіпофізом, або залозистим гіпофізом. Раніше виділяли третю проміжну долю, але на сьогодні за Анатомічною номенклатурою Міжнародної комісії її відносіть до аденогіпофізу. Задню долю гіпофіза називають нейрогіпофізом.

Аденогіпофіз становить приблизно 3\4 гіпофіза.

В аденогіпофізі утворюється 7 різних гормонів:

1) гормон росту, або соматотропний – СТГ;

2) тиреотропний гормон – ТТГ;

3) адренокортикотропний – АКТГ;

4) фолікулостимулюючий гормон – ФСГ;

5) лютеінізуючий гормон – ЛГ;

6) лютеотропний – ЛТГ;

7) лактогенний гормон, або пролактин.

Чотири останні гормони об’єднують у загальну групу гонадотропних гормонів. Усі гормони за виключенням соматотропного та пролактину виконують функцію регуляторів інших залоз внутрішньої секреції. Залози, функція яких залежить від гормонів гіпофізу, називаються залозами-мішенями.

ТТГ, ФСГ та ЛГ за своєю хімічною будовою є глюкокортекоїдами, тобто вони складаються з білка та вуглеводу, всі інші гормони – прості білки.

Гормон росту (СТГ) на відміну від багатьох інших гормонів, має видову специфічність. Кожний грам гіпофізу людини дає 3,7 – 6 мг гормону росту. СТГ прискорює різні обмінні процеси, і саме це вторинно призводить до підсилення процесу росту. Особливо чутлива до дії гормону кісткова та хрящова тканини. СТГ стимулює ріст епіфізарного хряща, а це призводить до росту кістки в довжину. Крім цього гормон сприяє збільшенню всіх внутрішніх органів та тканин. Збільшення росту під впливом СТГ пов’язане із збільшенням синтезу білка та кількості мітозів. Підсилення синтезу білка супроводжується зменшенням кількості азоту в крові. СТГ змінює також вуглеводний і жировий обміни: а. Саме, він пригнічує процеси окислення вуглеводів в тканинах, під його впливом відбувається мобілізація та утилізація жиру із депо, а це супроводжується збільшенням кількості жирних кислот у крові.

Тиреотропний гормон (ТТГ), активує діяльність щитовидної залози. Відсутність ТТГ призводить до її атрофії. Механізм дії ТТГ полягає в стимуляції в клітинах щитовидної залози синтезу і-РНК, на основі якої будуються ферменти, необхідні для утворення, звільнення зі сполук та виділення в кров її гормонів.

Адренокортикотропний гормон (АКТГ) стимулює роботу кори наднирників. Тривалість дії АКТГ дуже мала, а запасів його в гіпофізі вистачає лише на 1 годину. Це свідчить про те, що синтез і секреція гормону відбуваються постійно. Інтенсивність процесу синтезу АКТГ може швидко змінюватись. Механізм дії АКТГ полягає в тому, що він, накопичуючись в клітинах кори наднирників, стимулює синтез ферментів, які забезпечують утворення їх, гормонів.

Фолікулостимулюючий гормон (ФСГ) регулює розвиток і функцію яєчників. Він стимулює ріст фолікула, формування його оболонок та викликає секрецію фолікулярної рідини.

Лютеінізуючий гормон (ЛГ) у жіночому організмі стимулює ріст фолікула перед овуляцією та секрецію жіночих статевих гормонів, обумовлює овуляцію та утворення жовтого тіла.

В чоловічому організмі ЛГ стимулює секрецію чоловічих статевих гормонів, сприяє розвитку сім’явивідних протоків та викликає сперматогенез.

Лютеотропний гормон (ЛТГ) зберігає жовте тіло і стимулює його секрецію.

Пролактин, сприяє утворенню молока. Він починає діяти тільки в тому випадку, коли на молочну залозу попередньо діяли жіночі статеві гормони. Секреція пролактину підсилюється після родів, і це призводить до лактації – виділенню молока.

Секреція гормонів аденогіпофіза залежить від нейрогуморальних впливів. Гормони гіпофіза й гормони залоз, секреція яких ними викликається, знаходяться у складній взаємодії. В основному тут діє принцип зворотного зв’язку. Гормони, які виділяються під впливом того чи іншого гормону гіпофіза, гальмують його виділення. Чим більше виділяється гормону із залози-мішені, тим сильніше гальмується секреція відповідного гормону гіпофіза.

Зміни функції гіпофіза можуть бути направлені як у сторону збільшення активності, що називають гіперфункцією, так і в сторону зниження активності, це явище називається гіпофункцією.

При гіперсекреції гормону росту виникає захворювання гігантизм та акромегалія.

Для гігантизму характерний високий зріст. Підсилене вироблення гормонів росту при гігантизмі починається в молодому віці, коли ще не відбулося закриття епіфізарних хрящів. Підсилене вироблення гормонів може початися з моменту народження, але частіше проявляється перед періодом статевого дозрівання. При гігантизмі ріст людей може перевищувати 200 см. Описані поодинокі випадки, коли ріст був більше 280 см. Найчастішою причиною гігантизму бувають пухлини аденогіпофізу.

Коли підсилення функції клітин аденогіпофізу відбувається в зрілому віці, розвивається акромегалія. Для якої характерно збільшення кінцевих частин тіла. Хвороба починається у віці 20 – 40 років і поступово прогресує. Збільшуються кінцівки, ніс, язик, нижня щелепа, потовщується шкіра, кисті та стопи стають широкими. Збільшується гортань, а це служить причиною появи низького голосу. Оскільки у хворобу втягуються всі відділи аденогіпофізу, спостерігаються симптоми, характерні для гіперфункції залоз-мішеней. Збільшення секреції гормонів гіпофізу, супроводжується збільшенням функцій усіх залоз-мішеней, називається панпітуітаризм. Панпітуітаризм при акромегалії проявляється у збільшенні шитовидної залози, підвищенні обміну речовин, гіпертрофії статевих залоз, порушенні вуглеводного обміну, водного та мінеральних обмінів. При відсутності лікування гіперфункція замінюється на гіпофункцію гіпофіза та залоз-мішеней.

Інколи збільшується секреція якогось одного гормона гіпофіза. Так, при хворобі Іщенко – Кушинга збільшується кількість у крові АКТГ, це захворювання супроводжується гіперфункцією кори наднирників. Це захворювання характеризується ожирінням шиї, обличчя та живота. Обличчя стає багрово-червоного кольору, на животі з’являються багрові смуги, розвивається гіпертонія, підвищується кількість цукру в крові. Хвороба частіше зустрічається у дівчат та молодих жінок, ніж у чоловіків. Причиною захворювання можуть бути пухлини клітин аденогіпофізу, або враження клітин підгорбової ділянки.

Гіпофункція клітин гіпофізу супроводжується зменшенням в крові СТГ, внаслідок чого, люди, які страждають на дане захворювання, мають карликовий зріст. При гіпофізарному карликовому зрості зберігаються пропорції тіла, не відмічається відставання в психічному розвитку. Якщо виділення інших гормонів аденогіпофіза не порушене, то робота внутрішніх органів у людей з карликовим ростом знаходиться в межах норми. Однак нерідко разом з недостатністю гормону росту спостерігається зменшення секреції й інших гормонів гіпофізу. Коли зменшується секреція всіх гормонів гіпофізу, говорять про пангіпопітуітаризмі. При цьому знижується функція всіх залоз-мішеней. Якщо захворювання виникає в дитячому віці, крім карликового зросту відмічаються враження статевих залоз, щитовидної залози та кори наднирників. Прикладом подібного захворювання в зрілому віці є хвороба Симмондса, або гіпофізарна кахексія. Найхарактернішим симптомом даного захворювання є виснаження. Знижуються основний обмін та температура тіла, падає кров’яний тиск, зменшується кількість цукру в крові...

Гормон проміжної долі гіпофізу називають меланоцитистимулюючим або інтермедіном, або мелонофорним. Він сприяє розподілу в клітинах пігменту.

Відмічається підвищений уміст меланоцитостимулюючого гормону в крові під час вагітності, саме він викликає підсилену пігментацію деяких ділянок шкіри, наприклад, обличчя.

Нейрогіпофіз виділяє два гормони: вазопресин та окситоцин.

Вазопресин викликає скорочення гладенької мускулатури та антидіуретичний ефект, який проявляється у зменшенні кількості виділеної сечі. Діючи на гладеньку мускулатуру артеріол, вазопресин підвищує кров’яний тиск. Він також сприяє збільшенню інтенсивності зворотного всмоктування води з канальців та збиральних трубочок нирок у кров, внаслідок чого відбувається зменшення діурезу. При збільшенні кількості вазопресину в крові діурез, навпаки, зростає до 10-20 л за добу. Це захворювання називають нецукровим діабетом.

Окситоцин вибірково діє на гладеньку мускулатуру матки та стимулює виділення молока з молочних залоз. Викликаючи сильні маточні скорочення, окситоцин бере участь у пологовому процесі.

На сьогоднішній день вважають,що окситоцин та вазопресин утворюються в ядрах підгорбової ділянки і транспортуються по аксоплазмі в гіпофіз. В гіпофізі відбувається їх накопичення.

Виділення вазопресину відбувається рефлекторно. При підвищенні осматичного тиску крові подразнюються осморецептори, які знаходяться в судинній стінці, а збудження, які при цьому виникають передаються в підгорбової ділянки, де починається секреція вазопресину. Виділення окситоцину, теж відбувається рефлекторно. Еферентні імпульси від соска, які виникають при годуванні дитини викликають секрецію окситоцину клітинами підгорбової ділянки.

Вікові особливості гіпофіза. Маса гіпофізу новонароджених становить 100 – 150 мг. На другому році життя починається його збільшення, особливо різким є збільшення в 4 – 5 років, після чого до 11 років настає період уповільненого росту гіпофізу. До періоду статевого дозрівання маса гіпофізу в середньому становить 200 – 350 мг, а в 18 – 20 років – 500 –650 мг.

Функція клітин починається уже в період внутрішньоутробного розвитку.

Кількість СТГ, який виділяється клітинами гіпофізу у дітей до 3 – 5 років більша, ніж у дорослих. З 3 – 5 річного віку норма виділення СТГ, характерна для дорослого.

Кількість СТГ, який виділяється, знаходиться у залежності від дозрівання відповідних клітин гіпоталамуса. Доведено, що з віком зменшується кількість релізінг-факторів, які викликають виділення соматотропного гормона. Чутливість різних тканин до дії СТГ із віком збільшується. Це проявляється у збільшенні інтенсивності клітинного поділу, синтезу білка та РНК під впливом СТГ.

СТГ у більшості випадків виділяється на протязі всього життя. Припинення росту, незважаючи на наявність СТГ, залежить від збільшення в період статевого дозрівання кількості естрогенів, які зменшують його активність.

Сліди АКТГ уперше виявляються в гіпофізі на 9 – 10-му тижні внутрішньоутробного періоду розвитку. В гіпофізі новонародженого відмічається така ж кількість АКТГ, як і в дорослих.

ТТГ також починає виділятись ще у внутрішньоутробному періоді розвитку, але кількість його невелика. Найбільш різко збільшується виділення ТТГ зразу після народження та перед початком періоду статевого дозрівання. В наступні роки аж до кінця періоду статевого дозрівання продовжується збільшення його секреції, максимум якої досягається у віці від 21 до 30 років. В віці 51 – 85 років величина його стає у два рази меншою, ніж у 21 – 309 років.

Антидіуретичний гормон починає виділятися на четвертому місяці ембріонального розвитку, максимум виділення відмічається до 1 року після народження, потім антидіуретична активність нейрогіпофіза починає падати до досить низьких величин, і в віці 55 років вона приблизно в 2 рази менша, ніж у віці 1 рік.

Для клітин, пов’язаних із секрецією гонадотропних гормонів, характерна циклічність їх функції. Так, найбільша активність секреції відмічається в 4 – 4,5 місяці ембріонального розвитку, у дітей – в період статевого дозрівання й у дорослих – в період згасання статевої функції, коли зменшується кількість естрогенів і, відповідно, зменшується їх гальмівний вплив на підгорбову ділянку.

Щитовидна залоза

Щитовидна залоза складається з двох долей та перешийка і розміщена на рівні гортані. Маса залози – 16 – 23 г. В ній дуже добре розвинена сітка кровоносних капілярів та нервових волокон, які є гілками блукаючого та симпатичного нервів. Щитовидна залоза поглинає велику кількість йоду. В організмі людини міститься 20 – 50 мг йоду, з них близько 10 мг знаходиться в щитовидній залозі. А на добу людина потребує 50 – 75 мкг йоду, з їжею вона одержує 150 мкг.

Йод є основним елементом будь якого гормону щитовидної залози. В самій залозі розрізняють 4 види йодовмісних речовин: монойодтирозин, дийодтирозин, трийодтиронин тетрайодтиронін, або тироксин. Але гормональну активність мають тільки дві останні сполуки.

Гормони щитовидної залози впливають на обмін речовин, обмін холестирину, стимулюють кровотворення, збільшують секрецію шлунка та кишечника.

Гіперфункція щитовидної залози є причиною захворювання, яке називається екзофтальмічним зобом або Базедовою хворобою. У жінок вона зустрічається в 6 – 15 разів частіше, ніж у чоловіків.

Основні симптоми захворювання – зоб, витрішкуватість, пітливість, прискорення процесів обміну речовин, частоти серцевих скорочень, рухливої активності. Підвищується збудливість, з’являється швидка стомлюваність.

Гіпофункція щитовидної залози з’являється в ранньому віці, до 3 – 4 років, викликає симптоми кретинізму. Такі люди відстають у розумовому та фізичному розвитку. Вони мають характерний зовнішній вигляд: карликовий зріст, широке, глибоко втиснуте перенісся, широко розставлені очі, із напіввідкритого рота тече слина, лоб низький, шкірні покриви бліді, кінцівки короткі, зігнуті, живіт здутий, тупий вираз обличчя. Тривалість життя таких людей, як правило, не перевищує 30 – 40 років. Лікування особливо ефективне в перші місяці життя дитини. В цьому випадку можна досягти в послідуючому нормального психічного розвитку. Якщо лікування почати після року, то як правило діти залишаються на дуже низькому рівні психічного розвитку.

Гіпофункція щитовидної залози, яка виникає в дорослому віці, призводить до захворювання, яке називається мексидема або слизовий набряк. При цьому захворюванні знижуються обмінні процеси, знижується температура тіла, сповільнюється пульс, падає кров’яний тиск, шкіра стає сухою, з’являються набряки, волосся випадає, нігті ламаються, обличчя стає бліде маскоподібне. У хворих погіршується пам’ять, з’являється сонливість, вони стають дуже повільні. Захворювання повільно прогресує, при відсутності лікування призводить до повної інвалідності.

Вікові особливості. Щитовидна залоза це один із перших органів, який вдається виявити у людського ембріона. Зародок її з’являється на 3 тижні ембріонального розвитку.

У новонародженого маса щитовидної залози коливається від 1 до 5 г. Вона дещо зменшується до 6 місяців, а потім починається період інтенсивного росту і продовжується до 5 років. З 6 – 7 років ріст залози сповільнюється. А в період статевого дозрівання знову відмічається прискорення росту залози, і саме в цей період вона досягає маси залози дорослої людини.

На 14 – 15 тижні внутрішньоутробного розвитку залоза починає проявляти свою внутрішньосекреторну активність. До моменту народження вона є функціонально активною, однак в постнатальному розвитку відбувається удосконалення її функцій.

Найбільша секреторна здатність відмічається в період раннього дитинства та статевого дозрівання. Максимум активності щитовидна залоза досягає в віці 21 – 30 років, після чого починається зменшення інтенсивності її функціонування.