Свойства и функции гормонов — Предназначение гормонов и их функции

Свойства и функции гормонов

Предназначение гормонов и их функции

На сегодняшний день известно более ста пятидесяти видов гормонов, каждый из которых чрезвычайно важен для нормального функционирования организма: если выработка хотя бы одного из них отклонится от нормы, это приведет к очень серьезным проблемам со здоровьем, вплоть до смерти. Происходит это потому, что функции гормонов прежде всего состоят в том, чтобы контролировать метаболизм, развитие, рост тканей, клеток и другие процессы жизнедеятельности организма.

Характеристика гормонов

Биологически активные вещества, известные под названием гормоны, производятся железами внутренней и смешанной секреции. Органами внутренней секреции называют железы, что выводят активные вещества прямо в кровь и не имеют наружу выводных протоков. К ним относят гипофиз, надпочечники, щитовидную железу, паращитовидные железы.

Железы смешанной секреции отвечают за выделение не только гормонов, но и других веществ, а потому выводят производимые ими вещества как в кровь, так и в другую часть организма или наружу. К ним относят поджелудочную железу, половые железы, желудок, вилочковую железу, плаценту, которые не только отвечают за производство гормонов, но и исполняют другие функции, не связанные с работой эндокринной системы.

Биологически активные вещества выполняют в организме следующие функции:

• активизируют или угнетают рост клеток;
• контролируют естественный процесс распада клетки;
• оказывают влияние на настроение (апатия, бодрость, оптимизм, депрессия);
• регулируют обмен веществ;
• улучшают или угнетают работу иммунной системы;
• отвечают за репродуктивную функцию: участвуют в формировании вторичных половых признаков, слаженной работы половых органов, подготавливают организм в период полового созревания, готовят к менопаузе, влияют на половое влечение;
• отвечают за своевременную реакцию в стрессовых и опасных для жизни ситуациях;
• вызывают чувство голода и насыщения;
• влияют на синтез и функции других гормонов.

С организмом гормоны взаимодействуют через специально предназначенные для них рецепторы, что находятся на каждой клетки-мишени. Нужного эффекта они добиваются путем изменения скорости химических реакций, что происходят под влиянием или синтеза ферментов (так обычно называют белковые молекулы). Причем влияние это настолько велико, что гормон, проникнув в клетку-мишень, изменяет не более одного процента белков и РНК, что оказывается достаточным для создания нужного действия.

Виды гормонов

Работа эндокринной системы полностью находится под воздействием центральной нервной системы, которая непосредственно связана с гипоталамусом, который и руководит работой желез внутренней и смешанной секреции. Делает он это через гипофиз, который являет собой эндокринную железу, что расположена в кармане клиновидной части черепа, известным под названием турецкое седло.

Гормоны, на активность которых влияет гипоталамус, по химическому строению делятся на три группы. К первой, к которой принадлежат и биологически активные вещества, что синтезирует гипоталамус, относятся пептиды и белки. Также они производятся в передней доли гипофиза, в гипоталамусе, в поджелудочной железе (инсулин, глюкагон).

Ко второй группе относят производные аминокислот, являющиеся производными тирозина. Самыми известными из них являются гормоны щитовидной железы, а также адреналин и норадреналин, которые производятся в мозговом веществе надпочечников. Третья группа – стероидные гормоны, вырабатываются из холестерина. Их производят половые железы и кора надпочечников.

Каждый вид гормонов влияет лишь на определенные клетки или вид метаболизма. При этом нередко бывает так, что одна и та же ткань подвергается влиянию сразу нескольких типов гормонов, которые могут как обладать противоположным действием, так и создавать благоприятную среду для работы другого гормона.

Например, вещества, что синтезирует щитовидная железа, взаимодействуют с андрогенами и эстрогенами, улучшая функционирование репродуктивной системы. Поэтому окончательный результат зависит не от одного, а от всех видов гормонов, под воздействием которых оказалась клетка, а также от состояния работы внутренних органов, возраста.

Для большинства биологически активных веществ характерно то, что они являются водорастворимыми, не связываются с белками-переносчиками (исключение – половые гормоны, гормоны щитовидной железы и некоторые другие).

Также многие из них начинают влиять на организм лишь после соединения с ориентированными на них рецепторами, которые могут располагаться как в ядре клетки, так и на её поверхности.

Ещё одной особенностью гормонов является то, что уровень биологически активных веществ постоянно колеблется, и зависит не только от возраста, но и времени суток, у женщин – месячного цикла.

Функции гипоталамуса

Биологически активные вещества, что производит гипоталамус, являются нейрогормонами: этот отдел головного мозга помимо того, что регулирует работу эндокринной системы, но и тесно связан с ЦНС. Когда внешние или внутренние раздражители воздействуют на те или иные рецепторы, сигналы об этом сразу поступают в центрально нервную систему, их улавливает гипоталамус, и реагирует выработкой тех или иных нейрогормонов.

Одни из них предназначены для стимуляции синтеза гормонов передней части гипофиза, известны под названием рилизинг-гормоны. Другие исполняют противоположную функцию: когда гипоталамус получает сигнал о необходимости уменьшить синтез гормонов гипофиза, он начинает производить статины, которые тормозят их производство.

Третью группу биологически активных веществ, что вырабатывает гипоталамус, называют гормонами задней доли гипофиза. К ним относят вазопрессин и окситоцин. Первый регулирует вывод воды почками, второй влияет на сексуальное поведение человека, способствует сокращению матки при родах, выводит из груди молоко, которое формируется под воздействием пролактина, гормона гипофиза.

Окситоцин и вазопрессин поступают в заднюю часть гипофиза, где пребывают некоторое время. Когда их накапливается определенное количество, выходят в кровь и начинают выполнять свои функции, регулируя выработку гормонов подконтрольными гипоталамусу органами.

Так, схема работы гипоталамуса выглядит следующим образом. Под влиянием различных процессов, что происходят внутри организма или во внешней среде, гипоталамус увеличивает выработку гормонов, которые поступив в гипофиз, стимулируют производство тех или иных биологически активных веществ.

Те, в свою очередь, отправляются к железам, чью работу предназначены контролировать и, стимулируя их, увеличивают синтез гормонов, что после выброса в кровь отправляются к органам-мишеням, связываются с предназначенными для них рецепторами, проникают в клетку, вызывая нужные реакции.

Подобный процесс происходит при необходимости уменьшить выработку гормонов. После того как гипоталамус снижает синтез нейрогормонов, они перестают стимулировать клетки-мишени, что приводит к снижению активности подконтрольных ему желез.

Работа гипофиза

Центральным органом эндокринной системы является гипофиз. Именно через него гипоталамус воздействует на железы внутренней и смешанной секреции. Какое именно влияние гормоны передней доли гипофиза оказывают на их работу, можно отследить по следующей таблице:

Гормон гипофиза	Воздействие
Тиреотропный (ТТГ)	Контролирует работу щитовидной железы, влияя на её рецепторы, и в зависимости от ситуации уменьшая/увеличивая производство вырабатываемых щитовидной железой трийодтиронина и тироксина.
Адренокортикотропный (АКТГ)	Взаимодействует с корой надпочечников, влияя прежде всего на выработку кортизола, кортизона, кортикостерона. Вместе с ними одновременно повышается производство надпочечниками андрогенов и эстрогенов.
Соматропный	Непосредственно влияет на развитие и линейный рост человека, обновление клеток, их развитие, ускоряет синтез белков, способствует распаду жиров, образованию глюкозы.
Пролактин	Активизируется во время беременности, подготавливая молочные железы к лактации, способствует образованию молока после родов.

Также гормоны гипофиза отвечают за репродуктивную функцию человека. У женщин под влиянием фолликулостимулирующего гормона начинается первый этап месячного цикла. ФСГ способствует созреванию яйцеклетки в фолликуле, увеличивает количество эстрогенов и начинает подготавливать организм к беременности.

Во второй половине цикла на первый план выступает лютеинизирующий гормон (ЛГ). Когда его значение одновременно с ФСГ достигает максимальных значений, это вызывает овуляцию (выход яйцеклетки из фолликула). Затем под его влиянием образовывается желтое тело, которое начинает производить прогестерон, и продолжает готовить организм к зачатию.

В мужском организме ФСГ и ЛГ регулируют синтез тестостерона. ФСГ влияет на клетки Сертоли, в результате чего они вырабатывают андрогеносвязывающие белки, которые переносят тестостерон к герминогенным клеткам. Также он влияет на выработку пептидов, которые увеличивают чувствительность рецепторов клеток Лейдинга к лютеинизирующему гормону, что активизирует выработку тестостерона. Что касается ЛГ, то он стимулирует синтез мужского гормона ответственными за это клетками.

Основные гормоны

Самой крупной эндокринной железой является щитовидка: её длина у взрослого человека составляет от 2,5 до 3 см. Находится щитовидная железа в нижней части шеи и синтезирует йодсодержащие (тиреоидные) гормоны и кальцитонин.

Вещества, что производит щитовидная железа, принимают участие во всех процессах жизнедеятельности организма: от их правильной работы зависит развитие, рост, физическое, умственное состояние человека. При недостатке гормонов щитовидной железы ухудшается интеллект, если ребенок родился с патологией – при несвоевременно предпринятой терапии у него разовьется кретинизм или слабоумие.

Большое количество разного типа гормонов вырабатывают надпочечники. Большинство производимых ими веществ отвечают за своевременную реакцию организма на стрессовые и опасные для жизни ситуации. Активизировавшись, гормоны воздействуют на организм таким образом, что у него появляются дополнительные силы для решения сложных ситуаций: сужаются сосуды, повышается давление, ускоряется ритм сердца, увеличивается уровень глюкозы, из которой организм извлекает энергию.

В мозговом слое надпочечников производятся адреналин и норадреналин, позволяющие во время опасности быстро принять решение и преодолеть преграды, которые человек в обычном состоянии взять не по силам. Корковое вещество надпочечников производит гормоны стресса глюкокортикоиды, которые больше активизируются при стрессовых, но менее опасных ситуациях. Здесь же производятся половые гормоны, которые отвечают за формирование вторичных половых признаков, подготавливая организм к репродуктивному возрасту.

От исправной работы поджелудочной железы зависит концентрация глюкозы в крови. Бета-клетки органа, известные как островки Лангерганса, производит инсулин. Как только количество глюкозы начинает превышать норму, его выработка активизируется, и он снижает сахар, в противном случае развивается сахарный диабет. Здесь же вырабатывается гормон, который снижает кислотность желудочного сока после того, как пища выходит из желудка в кишечник.

Огромное значение в развитии организма играют гормоны, производимые половыми железами – андрогены и эстрогены. Они отвечают за репродуктивную функцию человека, поэтому от них во многом зависит не только способность человека к зачатию, но и характер, поведение, внешность. Если половые железы производят их в недостаточном количестве или в избытке, это чревато бесплодием, снижением либидо, отсутствием сексуального влечения и другими проблемами.

От чего зависит работа гормонов

Насколько слажено эндокринные железы будут производить гормоны, взаимодействовать друг с другом и оказывать влияние на работу организма, зависит от многих причин. Прежде всего, от состояния здоровья органов, которые их производят, а также на регулирование работу которых направлено действие гормонов.

Негативное влияние на работу желез внутренней секреции оказывает алкоголь и курение. Они отравляют организм, что негативно воздействует на здоровье человека, и опасно для репродуктивной функции: у детей алкоголиков нередко фиксируются пороки развития, тяжелые недуги, слабоумие.

Чтобы организм работал правильно и слажено, необходимо следить за своим здоровьем. Если результаты анализов показали отклонения биологически активных веществ от нормы, нужно определить причину. Например, нехватка или избыток андрогенов, эстрогенов, гормонов щитовидной железы часто является причиной бесплодия. Заболевания поджелудочной железы могут стать причиной диабета, полностью избавиться во многих случаях невозможно, особенно при инсулинозависимой форме.

Уровень гормонов всегда изменяется при развитии аденомы, доброкачественной опухоли, которая начинает дополнительно синтезировать биологически активные вещества. Злокачественные опухоли, в зависимости от вида раковых клеток, могут повышать или понижать выработку гормонов. В этом случае лечение надо начинать незамедлительно.

Какие основные свойства гормонов?

Деятельность организма человека находится под контролем гормонов, их основная функция – регуляторная. Жизненно важные вещества обеспечивают рост, метаболизм, помогают приспособиться к изменяющимся внешним факторам, с их помощью поддерживается постоянство внутренней среды.

Насчитывается более 100 гормонов, каждый из которых имеет особое химическое строение и физические свойства. Сбои в работе эндокринной системы приводят к проблемам со здоровьем.

Таблица свойств гормонов:

Химическая природа гормонов определяет механизм действия на клетку. Различают следующие группы:

• гормоны пептидной природы (тиротропина рилизинг-гормон, адренокортикотропин);
• белки (инсулин, пролактин, гормон роста);
• производные аминокислот (тироксин, адреналин, мелатонин);
• стероиды (половые гормоны, кортизол, альдостерон).

Благодаря особенностям химического строения гормоны связываются с рецепторами (чувствительными структурами), которые находятся или на поверхности клетки (мембранные) или внутри ее (внутриклеточные). Эти строения запускают цепочку реакций гормонального сигнала.

Взаимодействие рецепторов и гормонов бывает двух типов:

1. Внутриклеточный. Например, стероиды, тироксин легко проникают внутрь клетки через плазматическую мембрану и не требуют присутствия посредника (медиатора). Это долговременная (или хроническая) регуляция.
2. Контактный. Образование комплекса рецептора и гормона является сигналом для освобождения медиаторов в клетке. Так осуществляется срочная регуляция.

Рецепторы, которые образуют функциональные комплексы с гормонами, обладают определенными свойствами:

• избирательность воздействия;
• ограниченная емкость;
• специфическая локализация.

Существует более сложный путь действия гормона – с участием нервной системы. Активное вещество влияет на интерорецепторы (чувствительные структуры, расположенные в тканях внутренних органов, например в кровеносных сосудах) и активизирует работу нервных центров.

Все гормоны организма человека условно можно разделить на группы. При этом эндокринная система работает как единое целое. Каждый гормон имеет направленное деяние, но в процессе жизнедеятельности ткани подвергаются воздействию сразу нескольким типам веществ. Они взаимодействуют и могут оказывать как противоположное влияние, так и создавать благоприятные условия для деятельности друг друга.

Например, вещества щитовидной железы(Т4,Т3) благотворно сказываются на половые гормоны (эстрогены и андрогены), улучшая детородную функцию. А высокое содержание гормона роста при акромегалии, гиперсекреция коры надпочечников вызывают резистентность (невосприимчивость) тканей к инсулину, что приводит к негативным последствиям (например, развитию сахарного диабета).

Принадлежность к определенной группе определяет функции гормонов.

• Ростовые и регуляторные (гипофиз). Активизируют или угнетают процессы деления клеток, их естественное отмирание. Вызывают чувство голода и насыщения. Регулируют секрецию других гормонов.
• Обменные (поджелудочная и щитовидная). Регулируют метаболические реакции (пластический и энергетический обмен – синтез и распад органических веществ), поддерживают гомеостаз. Оказывают влияние на иммунную защиту.
• Стрессовые (мозговая часть надпочечников). Воздействует на эмоциональное состояние. Обеспечивают быструю защитную реакцию при угрозе для жизни.
• Кортикостероиды (корковая часть надпочечников). Отвечают за формирование гормонального ответа на стресс, инфекции и воспаления.
• Половые (яичники и яички). Выполняют репродуктивную функцию. Регулируют половое созревание, влияют на либидо, готовят к возрастным гормональным перестройкам организма.

Эндокринная система оказывает четыре типа воздействия на организм:

1. Метаболическое.
2. Морфогенетическое.
3. Пусковое.
4. Корригирующее.

Функциональность желез внутренней секреции зависит от образа жизни человека, состояния его здоровья, возраста, наследственных факторов. Концентрация гормонов – показатель здоровья определенных органов и процессов, жизнеспособности организма в целом.

Гормоны, их функции и свойства

2014-01-25
28319

Характеристика эндокринной системы

Общая физиология желез внутренней секреции

Значение деятельности сенсорных систем в спорте

Эффективность выполнения спортивных упражнений зависит от восприятия и переработки сенсорной информации. Эти процессы обуславливают как наиболее рациональную организацию двигательных актов, так и совершенство тактического мышления спортсмена.

Железы внутренней секреции входят в систему гуморальной регуляции функций организма вместе с системой местной саморегуляции. Местная саморегуляция проявляется в действии на соседние клетки тканевых гормонов (гистамина, серотонина, кининов и простагландинов) и продуктов метаболизма (лактат).

Особенности желез внутренней секреции:

— выделяют вещества, оказывающие существенное (даже в весьма малых концентрациях) и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей.

— отличаются от желез внешней секреции тем, что выделяют продуцируемые ими вещества прямо в кровь, поэтому их называют эндокринными (эндо – внутрь, кринен – выделять), а внешние протоки отсутствуют.

— имеют небольшие размеры и массу, хорошо снабжены кровеносными сосудами и оплетены нервными волокнами, так как деятельность эндокринных желез контролируется нервной системой.

— все железы функционально тесно связаны между собой и поражение одной из них ведет к нарушению функций всех остальных.

Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и секретируемые в кровоток в ответ на специфические сигналы. Гормоны обладают относительной видовой специфичностью, что позволило на ранних этапах их применения компенсировать недостаток гормонов у человека введением препаратов, полученных из тканей животных. В настоящее время многие гормональные препараты получены синтетическим путем, они предпочтительнее в применении, так как менее часто вызывают аллергические реакции.

Функции гормонов:

1. Влияние на процессы дифференцировки (у развивающегося эмбриона);

2. Регуляция процесса размножения – оплодотворение, имплантация яйцеклетки, беременность и лактация, дифференцировка и развитие сперматозоидов и яйцеклеток;

3. Влияние на рост и развитие: оптимальный рост детей обусловлен совместным действием гормона роста, тиреоидных гормонов, инсулина, причем, присутствие неадекватных количеств антагонистов инсулина или половых стероидов может тормозить рост.

4. Обеспечение адаптации (кратковременной и долговременной) к изменяющимся условиям среды, количеству и качеству потребляемой пищи, внешним физическим, химическим, биологическим и психологическим воздействиям;

5. Участие в регуляции скорости старения (например, старение сопровождается снижением секреции половых гормонов).

Общие свойства гормонов:

1. Избирательное действие на чувствительные клетки: гормоны повышают или снижают активность реагирующих на них клеток, которые называют клетки-мишени. На клетках-мишенях находятся рецепторы – специальные белковые молекулы, которые узнают данный гормон и взаимодействуют с ним. В результате такого взаимодействия с рецептором гормон запускает последовательность реакций в клетке – мишени, которые и приводят к специфическому клеточному ответу.

Такой ответ включает ускорение одних биохимических процессов с одновременным торможением других. Влияние пептидных гормонов и производных аминокислот (адреналин, норадреналин) осуществляется путем связывания с рецепторами на поверхности клеточных мембран, а стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы проникают внутрь клетки, связывается с рецептором в цитоплазме, а затем в комплексе с рецептором проникают в ядро.

2. Скорость секреции некоторых гормонов связана с циклом бодрствование – сон, секреция других гормонов зависит от возраста, пола и т.д.

3. Системы передачи информации. Как только гормон начинает действовать на чувствительную к нему клетку или группу клеток, одновременно возникает сигнал, тормозящий действие этого гормона. Этот принцип получил название «обратная связь». Сохранение необходимого уровня гормона в крови поддерживается механизмом отрицательной обратной связи (т.е. при избытке гормона или образуемых под его действием веществ секреция этого гормона снижается, а при недостатке – увеличивается).

4. Время действия.

— Гормоны пептидной природы (гормоны гипофиза, поджелудочной железы, гипоталамические нейропептиды) имеют продолжительность действия от нескольких секунд до минут.

— Гормоны в виде белков и гликопротеинов (гормон роста) – от нескольких минут до часов.

— Стероиды (половые и кортикостероиды) – несколько часов.

— Йодтиронины (гормоны щитовидной железы) – несколько суток.