Как известно, гормоны играют важную роль в функционировании нашего организма. Они регулируют абсолютно все процессы, протекающие в биологических системах. Гормоны — это биологически активные вещества, основным действием которых является изменение метаболических процессов.
Глюкоза в кровь поступает алиментарным путем, из гликогена либо из глюконеогенеза. Ее уровень зависит от множества факторов, среди которых особо важную роль играют гормоны. Различают два типа гормонов, влияющих на ее концентрацию в крови: контринсулярные, которые повышают уровень глюкозы и проинсулярные, понижающие ее концентрацию. Основной эффект контринсулярных гормонов направлен на гликогенолиз, глюконеогенез, гипергликемию. Среди гормонов, выполняющих вышеперечисленные функции, особую роль играет глюкагон, но также подобным эффектом на углеводный обмен обладают и другие гормоны, например, гормоны щитовидной железы, гипофиза, надпочечников и кишечника.
Глюкагон является основным и самым мощным сахар-регулирующим гормоном, главным действием которого является повышение уровня глюкозы крови. Глюкагон представляет собой одноцепочечный полипептид, синтезирующийся в α-клетках островков Лангерганса. Различают также и другие его функции: расщепление гликогена в печени и мышцах, активация глюконеогенеза, липолиз и подавление синтеза жиров, усиление распада белков, синтеза мочевины и кетоновых тел [1].
Тиреоидные гормоны являются производными аминокислоты тирозина; к ним относятся трийодтиронин и тетрайодтиронин или тироксин. Они синтезируются в составе тиреоглобулина в фолликулах щитовидной железы. Помимо этого, для синтеза йодтиронинов необходим йод, который в организм поступает алиментарным путем, затем должно произойти окисление I - в I + , после чего йод взаимодействует с остатками тирозина в тиреоглобулине, в результате чего образуется монойодтирозин и дийодтирозин. При конденсации двух молекул дийодтирозинов образуется тетрайодтиронин, а при кондесации монойодтиронина и дийодтиронина — трийодтиронин [2].
Тиреоидные гормоны выполняют ряд различных функций [3]:
- Повышение энергетического обмена в тканях и основного обмена организма
- Повышение термогенеза в тканях, температуры тела
- Увеличение экспрессии генов, иРНК, синтеза белка
- Обеспечение нормальной генеративной функции
- Увеличение размеров и числа митохондрий, окислительных ферментов в клетках
- Повышение возбудимости
- Обеспечение нормальной лактации
- Повышение всасывания глюкозы в кишечнике
- Активация инсулиназы печени и ускорение инактивации инсулина
- Активация распада гликогена
- Липолитический эффект и окисление жирных кислот
Тиреодиные гормоны непосредственно влияют на скорость обмена веществ, а так как основным источником энергии для клеток является глюкоза, гликогенолиз и усиленное всасывание глюкозы в кишечнике необходимо и поэтому входят в ряд функций этих гормонов.
Кора надпочечников представлена тремя слоями, в каждом из которых синтезируется определенный гормон. Она состоит из клубочковой зоны, где синтезируются минералокортикоиды, пучковой зоны, синтезирующей глюкокортикоиды и сетчатой зоны, отвечающей за синтез половых стероидов. Гормоны всех трех слоев представляют собой производные холестерина, из-за чего они липофильны и способны проникать через билипидную мембрану клеток и взаимодействовать с ядром клетки либо с рибосомами, в результате чего происходит ускорение синтеза белков и усиление экспрессии генов и, как следствие, изменение скорости метаболизма.
Основным представителем минералокортикоидов является альдостерон, который участвует в регуляции обмена воды и солей с внешней средой. Помимо этого, данный гормон действует на канальцевый аппарат почки, усиливая реабсорбцию натрия и воды, за счет чего увеличивается циркулирующий объем крови и, следовательно, артериальное давление. Данный эффект альдостерон оказывает в рамках ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.
Среди глюкокортикоидов важную роль в организме человека играет кортизол. Этот гормон способен оказывать влияние на все виды обмена в организме человека.
Так при белковом обмене происходит катаболизм белков, следовательно, происходит образование отрицательного азотистого баланса, распад альбуминов и снижается проницаемость мембран клеток.
При липидном обмене происходит отложение жира в верхней части туловища, шее и лице. Этот эффект объясняется тем, что из-за гипергликемического эффекта гормона происходит выброс инсулина в кровь, в результате чего происходит утилизация глюкозы в мышечной и жировой тканях.
При углеводном обмене усиливается синтез глюкозы из неуглеводных компонентов — глюконеогенез, снижается утилизация глюкозы тканями и, как следствие, развивается глюкозурия, в норме которой быть недолжно. Это связано с тем, что усиливается выброс инсулина в кровь, в результате чего, при слишком частом действии кортизола на организм, может произойти истощение β-клеток поджелудочной железы, в результате чего возможно развитие стероидного сахарного диабета.
Половые гормоны и минерадокортикоиды не оказывают влияние на уровень глюкозы крови.
Катехоламины синтезируются в мозговом веществе надпочечников и представлены адреналином и норадреналином, секретирующиеся в соотношении 6:1. Эти гормоны являются производными тирозина, из которого в дальнейшем синтезируется ДОФА, дофамин, норадреналин, адреналин.
Адреналин известен также под именем гормона стресса, поэтому основные физиологические эффекты гормона направлены на преодоление организма различного рода стресса, то есть под действием норадреналина, адреналина происходит:
- Учащение частоты сердечных сокращений, пульса,
- Вазоконстрикция сосудов кожи и внутренних органов
- Усиление термообразование в организме
- Ослабление моторики органов желудочно-кишечного тракта
- Расширение зрачков
- Стимуляция секреции ренина
- Уменьшение клубочковой фильтрации и образования мочи вплоть до анурии
Помимо вышеперечисленных эффектов, катехоламины влияют на углеводный обмен, то есть под действием адреналина усиливается гликогенолиз, подавляется синтез гликогена и потребление глюкозы тканями, следовательно, происходит развитие гипергликемии. Также усиливается потребление кислорода тканями. Помимо этого, катехоламины оказывают влияние на липидный обмен, при котором происходит липолиз в жировой ткани, усиление синтеза кетоновых тел и их возможное использование в качестве источника энергии. Все выше перечисленные эффекты позволяют организму справиться со стрессом, так как катехоламины входят в состав стресс-реализующей системы.
Гормон роста или соматропин синтезируется в соматотрофных клетках, в передней доле гипофиза, но перед этим происходит выделение соматолиберина из гипоталамуса, который в дальнейшем путем нейросекреции попадает в аденогипофиз. Соматотропин преставляет собой одноцепочечный пептид, состоящий из 191 аминокислотных остатков. Гормон роста обладает широким спектром функций. При белковом обмене происходит усиление анаболических процессов, поступление аминокислот в клетку, и как следствие, происходит усиление синтеза белка, деления и роста клеток.
Соматропин в отличии от выше описанных гормонов обладает двояким эффектом на углеводный обмен. Гормон усиливает синтез инсулина из-за его непосредственного действия на β-клетки и в результате появления гепергликемии, вызываемой гормонов. Подобный эффект описывает проинсулярное действие соматотропина на уровне тканей. Контринсулярный эффект гормона проявляется в активации инсулиназы печени, то есть усиление распада инсулина в печени. Помимо этого, оказывается влияние на липидный обмен, то есть усиливается липолиз, синтез кетоновый тел. При избыточной секреции гормона происходит развитие гипофизарного сахарного диабета.
Когда в организм человека поступает пища, содержащая углеводы, то их переваривание начинается уже в ротовой полости, где под действием амилазы слюны происходит расщепление гликозидных связей, в результате чего из полисахаридов образуются олигосахариды, а из олигосахаридов — моносахариды. После этого пищевой комок попадает в желудок, в котором переваривание углеводов на время приостанавливается из-за изменения кислотности среды. Затем химус поступает в тонкий кишечник, где процесс переваривание уже протекает под действием амилазы поджелудочной железы. В результате этого происходит образование моносахаридов, которые будут всасывается из кишечника в кровь, из-за чего произойдет алиментарная гипергликемия.
Среди проинсулярных гормонов особо важную роль играет инсулин. Этот гормон представляет собой двухцепочечный полипептид, синтез которого осуществляется β-клетками поджелудочной железы. Основной эффект инсулина представлен усилением анаболических процессов. При белковом обмене происходит усиление синтеза белка, повышение проницаемости мембран клеток для аминокислот. При липидном — усиление синтеза свободных жирных кислот из глюкозы, образования триглицеридов и окисления кетоновых тел. Но основная функция инсулина заключается в том, что этот гормон обеспечивает транспорт глюкозы из крови в ткани. Свою транспортную функцию инсулин обеспечивает с помощью специального переносчика (ГЛЮТ-4).
При развитии гипергликемии происходит выброс инсулина в кровь, из-за чего переносчик из везикул перемещается на мембрану клетки. Рецептор к инсулину обладает тирозинкиназной активностью и состоит из двух субъединиц, каждая из которых состоит из двух цепей.
Рецептор связывается с инсулином, в результате чего происходит образование гормон-рецепторного комплекса, после этого происходит активация протеинкиназы С, затем фосфорилирование остатков тирозина и стимуляция последующего аутофосфорилирования рецептора [4]. Благодаря этому происходит перенос глюкозы из крови в ткани, где в дальнейшем произойдет синтез гликогена. При частом повышении концентрации сахара крови происходит истощение β-клеток поджелудочной железы, в результате чего развивается сахарный диабет.
Гормоны необходимы для нормального функционирования нашего организма. Они во многом определяют наше поведение и жизнь в целом, поэтому при нарушении их баланса могут произойти необратимые изменения, которые во многом ухудшат качество жизни.
Литература:
- Брин, В. Б. Физиология выделения, эндокринной системы и гормональной регуляции физиологических функций / В. Б. Брин, Л. З. Тель. — Владикавказ: СОГУ, 1992. — 116 c. — Текст: непосредственный.
- Северин, Е. С. Биохимия / Е. С. Северин. — 2-е изд. — Москва: ГОЭТАР-МЕД, 2004. — 784 c. — Текст: непосредственный.
- Брин, В. Б. Физиология человека в схемах и таблицах / В. Б. Брин. — 8-е изд. — Санкт-Петербург: Лань, 2021. — 608 c. — Текст: непосредственный.
- Кузнецов, А. П. Физиология центральной нервной и эндокринной систем / А. П. Кузнецов, Л. Н. Смелышева, Н. В. Сажина. — Курган: Издательство Курганского государственного университета, 2006. — 466 c. — Текст: непосредственный.
