Глава 6. Гормональная регуляция мышечной деятельности (стр. 2 )

второго переносчика (цАМФ) в клетке

114

Таким образом, нестероидные гормоны, как правило, активируют систему цАМФ клетки, что приводит к изменениям внутриклеточных функ­ций.

КОНТРОЛЬ ВЫДЕЛЕНИЯ ГОРМОНОВ

Выделение гормонов носит кратковременный и резкий характер, что обусловливает колеба­ния уровней определенных гормонов плазмы в течение коротких периодов времени, например в течение часа и меньше. Вместе с тем колеба­ние их уровней наблюдается и в течение более продолжительного времени, демонстрируя су­точные и даже месячные циклы (подобно ме­сячным менструальным циклам). Откуда тогда железы внутренней секреции знают, когда вы­делять гормоны?

Отрицательная обратная связь

Секреция большинства гормонов регулирует­ся на основании отрицательной обратной связи. Выделение гормонов вызывает определенные из­менения в организме, которые, в свою очередь, тормозят их дальнейшую секрецию. Вспомним, как работает комнатный стабилизатор темпера­туры (термостат). При снижении заданной тем­пературы термостат посылает сигнал "в котел па­рового отопления, который начинает обогревать комнату. Если комнатная температура поднима­ется до заданного уровня, термостат посылает сигнал прекратить обогревание. Если температу­ра снова снижается ниже заданного уровня, весь цикл начинается сначала. Точно так же процесс секреции определенных гормонов "включает" и "выключает" определенные физиологические из­менения.

Гормоны могут воздействовать на специ­фичные для них ткани-мишени или клет­ки-мишени на основании сложных взаи­модействий с рецепторами, расположен­ными на клеточной оболочке или в клетке, соответствующими данному гормону

Отрицательная обратная связь — основной механизм, посредством которого эндокринная система поддерживает гомеостаз. Рассмотрим та­кой пример. При высокой концентрации глюко­зы в плазме поджелудочная железа выделяет ин­сулин, который увеличивает потребление глюко­зы клетками, что приводит к снижению ее концентрации. Когда концентрация глюкозы в плазме возвращается к нормальному уровню, вы­деление инсулина тормозится до тех пор, пока ее уровень снова не повысится.

Количество рецепторов

Уровни содержания гормонов в плазме не все­гда отражают действительную активность гормо­нов, поскольку количество рецепторов на клетке может измениться, повышая или понижая ее чув­ствительность к определенному гормону. Чаще всего увеличение количества определенных гор­монов приводит к сокращению числа соответству­ющих рецепторов. Когда это происходит, чувстви­тельность клетки к данному гормону снижается, поскольку сокращается число рецепторов, с ко­торыми может связаться гормон. Это называется десенсибилизацией, или пониженной регуляци­ей. У некоторых людей с избыточной массой тела, например, количество инсулиновых рецепторов на клетках понижено. Их организм реагирует на это усиленной секрецией инсулина из поджелу­дочной железы, вследствие чего повышаются уров­ни инсулина в плазме. Чтобы достичь такой же степени регуляции глюкозы плазмы как у обыч­ных, физически здоровых людей, необходимо, чтобы их организм выделял намного больше ин­сулина.

Наоборот, клетка может отреагировать на про­должительное наличие большого количества гор­мона увеличением числа рецепторов. В этом слу­чае ее чувствительность к данному гормону по­вышается, поскольку большее его количество может быть привязано в данный момент. Это — повышенная регуляция. Кроме того, иногда один гормон может восприниматься рецепторами дру­гого гормона.

В ОБЗОРЕ...

1. Гормоны делятся на стероидные и нестеро­идные. Стероидные гормоны липидорастворимые и большинство из них образуется из холестерина. Нестероидные гормоны — белки, пептиды или аминокислоты.

2. Гормоны, как правило, экскретируются в кровь и циркулируют по организму, воздействуя только на клетки-мишени. Их действие по прин­ципу "замок — ключ" заключается в связывании их специфичными рецепторами, содержащимися только в тканях-мишенях.

3. Стероидные гормоны проходят через клеточ­ную оболочку и связываются с рецепторами, на­ходящимися внутри клетки. С помощью механиз­ма, получившего название непосредственной ак­тивации генов, они вызывают белковый синтез.

4. Нестероидные гормоны не могут так же легко проникать в клетки, поэтому они связываются с рецепторами, находящимися на оболочке. Это приводит к активации второго "курьера" клетки, что, в свою очередь, вызывает многочисленные клеточные процессы. :

115

5. Секреция большинства гормонов осуществ­ляется на основании отрицательной обратной связи.

6. Количество рецепторов для данного гормо­на может изменяться для удовлетворения потреб­ностей организма. Повышенная регуляция озна­чает увеличение числа рецепторов, пониженная — уменьшение. Эти два процесса изменяют чувстви­тельность клетки по отношению к гормонам.

ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ И ИХ ГОРМОНЫ

Рассмотрев природу гормонов, мы можем при­ступать к изучению определенных гормонов и их функций. Железы внутренней секреции и соот­ветствующие им гормоны приводятся в табл. 6.1, в ней указаны также стимулы, вызывающие вы­деление каждого гормона, мишени гормонов и их действие. Помните, что эндокринная система весь­ма сложна. Приводимое здесь объяснение сильно упрощено для облегчения изучения гормонов, ко­торые имеют большое значение для спортивной и мышечной деятельности. Следует отметить зна­чительные трудности в изучении действий гор­монов в процессе выполнения физической нагруз­ки, а также значительную противоречивость име­ющейся информации. В этом направлении многое еще предстоит выяснить.

ГИПОФИЗ

Гипофиз — это железа, расположенная у осно­вания головного мозга. Одно время считали, что в эндокринном "оркестре" он выполняет как бы роль дирижера, выделяя большое количество гормонов, воздействующих на многочисленные органы и дру­гие железы. Однако секреторное действие гипофи­

за контролируется либо нервными механизмами, либо другими гормонами, выделяемыми гипотала­мусом. Поэтому гипофиз более правильно рассмат­ривать как промежуточное звено между регулирую­щими центрами центральной нервной системы и периферическими эндокринными железами.

Гипофиз одно время считали главным "ди­рижером" эндокринного "оркестра", ру­ководящим множеством других желез и ор­ганов. В настоящее время известно, что его деятельность во многом регулируется гипоталамусом

Гипофиз состоит из долей — передней, проме­жуточной и задней (рис. 6.4). Промежуточная доля у человека очень небольшая; считают, что она в отличие от двух других не играет существенной роли.

Задняя доля гипофиза

Задняя доля гипофиза представляет собой отро­сток или вырост нервной ткани гипоталамуса. Имен­но поэтому ее часто называют нейрогипофизом. Она выделяет два гормона — антидиуретический гормон (АДГ, или вазопрессин) и окситоцин. В сущности, их производит гипоталамус. Они перемещаются вниз по нервной ткани и содержатся в пузырьках не­рвных окончаний задней доли гипофиза. В ответ на нервные импульсы, поступающие из гипотала­муса, эти гормоны попадают в кровь.

Из этих двух гормонов только АДГ играет важ­ную роль в процессе мышечной деятельности. Он, в частности, обеспечивает сохранение воды в орга­низме, повышая ее проникновение в канальцы по­чек, вследствие чего в мочу поступает меньше воды.

О влиянии физических нагрузок на секрецию задней доли гипофиза сведений мало. Известно,

Простагландины

Простагландины, хоть и не являются гор­монами, очень часто рассматриваются как таковые. Они являются производными жир­ной кислоты — арахидоновой — и связаны с мембранами почти всех клеток тела. Обыч­но Простагландины действуют как местные, или локальные, гормоны, воздействуя лишь на тот участок, где они образовались. В то же время некоторые из них, перемещаясь с кровью, воздействуют на более отдаленные ткани. Выделение простагландинов может активировать другие гормоны, а также вы­зывать локальные повреждения. Их функ­

ции многочисленны, поскольку существует несколько различных типов простагланди­нов. Очень часто они усиливают действия других гормонов. Кроме того, они могут не­посредственно воздействовать на кровенос­ные сосуды, повышая их проницаемость (что способствует их набуханию) и обеспечивая расширение. В этой связи они — важные ме­диаторы воспалительной реакции. Кроме того, они повышают чувствительность не­рвных 9кончаний болевых волокон и, та­ким образом, участвуют в развитии воспа­ления и ощущении боли.

116

Таблица 6.1. Железы внутренней секреции, их гормоны, органы-мишени и основные функции

Эндокринная железа	Гормон	Орган-мишень	Основные функции
Гипофиз
передняя доля	Гормон роста	Все клетки тела	Обеспечивает рост и развитие всех тканей тела в пе­
			риод полового созревания; повышает интенсивность
			белкового синтеза; увеличивает мобилизацию жиров
			и использует их в качестве источника энергии;
			снижает интенсивность утилизации углеводов
	Тиротропин, или	Щитовидая	Регулирует количество производимых и выделяемых
	тиреостимулирую-	железа	щитовидной железой тироксина и трийодтиронина
	щий гормон
	Адренокортико-	Корковое	Регулирует секрецию гормонов из коркового ве­
	тропин	вещество	щества надпочечника
		надпочечника
	Пролакпю	Молочные	Стимулирует развитие молочных желез и секрецию
		железы	молока
	Фолликулостиму-	Яичники, яички	Стимулирует рост фолликулов в яичниках и обес­
	лирующий гормон		печивает секрецию эстрогена из яичников, а также
	(ФСГ)		образование спермы в яичках
	Лютеинизирую-	Яичники, яички	Обеспечивает секрецию эстрогена и прогестерона,
	щий гормон (ЛГ)		вызывает разрыв фолликулов, обеспечивающий
			выделение яйцеклетки; стимулирует секрецию тес-
			тостерона из яичек
задняя доля	Антидиуретичес­	Почки	Способствует регулированию выделения воды поч­
(от гипоталамуса)	кий гормон (АДГ,		ками; повышает давление крови вследствие су­
	или вазопрессин)		жения сосудов
	Окситоцин	Матка, молоч­	Стимулирует сокращение мышц матки, секрецию
		ные железы	молока
Щитовидная железа	Тироксин и	Все клетки тела	Повышает интенсивность клеточного метаболизма, а
	трийодтиронин		также частоту и сократительную способность сердца
	Кальцитонин	Кости	Регулирует концентрацию ионов кальция в крови
Паращитовидная	Паратгормон, или	Кости, почки,	Регулирует концентрацию ионов кальция во вне­
железа	паратиреоидный	кишечник	клеточной жидкости, воздействуя на кости, почки
	гормон		и кишечник
Надпочечники
мозговое	Адреналин	Большинство	Мобилизует гликоген; усиливает кровоток в ске­
вещество		клеток тела	летной мышце; повышает ЧСС, сократительную
			способность сердца и потребление кислорода
	Норадреналин	Тоже	Сужает артериолы и венулы, тем самым повышая
			давление крови
корковое	Минералкортико-	Почки	Увеличивает задержку натрия и выделение калия
вещество	иды (альдостерон)		через почки
	Глюкокортикоиды	Большинство	Регулирует метаболизм углеводов, жиров и белков;
	(кортизол)	клеток тела	противовоспалительное действие
	Андрогены и	Яичники, мо­	Развитие половых признаков
	эстрогены	лочные железы,
		яички
Поджелудочная	Инсулин	Все клетки тела	Регулирует уровни глюкозы крови, понижая содер­
железа			жание глюкозы; повышает утилизацию глюкозы и
			синтез белков
	Глюкагон	Тоже	Повышает концентрацию глюкозы в крови; стиму­
			лирует расщепление белков и жиров
	Соматостатин	Островки Лан-	Снижает секрецию инсулина и глюкагона
		герганса и желу-
		дочно-кишеч-
		ный тракт
Половые железы
яички	Тестостерон	Половые	Обеспечивает развитие половых признаков мужчин
		органы, мышцы	(яичек, мошонки, полового члена); изменение
			голоса, появление волос на лице; развитие мышц

117