Зачем человеку нужны гормоны

Что такое гормоны, чем они отличаются от других молекул организма и как связаны с редкими заболеваниями.

Фото из открытых источников

Гормоны — это биологически активные вещества, которые передают информацию от органа к органу. Они отвечают за сон, сексуальное желание, потребность в еде и другие процессы в организме. Но сказать, сколько в организме должно быть различных гормонов, нельзя. Понятие нормы в этом случае индивидуально и зависит от множества факторов. О том, какую роль гормоны играют в нашей жизни и какими они бывают, рассказывает биолог Ольга Смирнова в рамках гида «Гормоны».

Зачем нужны гормоны?

Гормоны отвечают за ключевые процессы организма: метаболизм, рост и развитие, половую функцию и репродукцию, частоту пульса, артериальное давление, аппетит, циклы сна и бодрствования, температуру тела и многие другие.

Гормоны синтезируются в клетках эндокринных желез и тканях некоторых органов, например в сердце или желудке. Такие гормоны в том числе контролируют состояние ткани, в которой они образовались. Например, лептин синтезируются в жировой ткани и отвечает за подавление аппетита, а его недостаток приводит к ожирению.

Нехватка гормонов, как правило, оборачивается плачевными, а в некоторых случаях необратимыми последствиями. Например, при недостатке соматотропина, выделяемого гипофизом, ребенок остается карликом. А нехватку инсулина связывают с диабетом.

Чем гормоны отличаются от других веществ?

Гормоны — сигнальные соединения. В отличие от нервных клеток — передатчиков нервной системы, — гормоны не используют электрические импульсы, чтобы обмениваться информацией, а отправляются к адресату. Если сравнивать эти два типа переносчиков, то можно сказать, что гормоны — часть беспроводной связи, осуществляемой через кровоток, и каждый гормон связывается с клетками, тканями и органами по-разному.

Число гормонов в организме человека невелико, а сами они строго специфичны: каждый гормон выполняет только свою функцию. Это связано с особенностями «приемников» — рецепторов клеток, куда гормоны должны поступить. Каждый вид клеток обладает определенным типом рецепторов, с помощью которых клетки-реципиенты «принимают и дешифруют информацию», полученную от гормона. Этот процесс в общем виде напоминает механизм ключа и замка.

Например, адреналин взаимодействует с определенными белками — адреналиновыми рецепторами. Их относят к трансмембранным белкам, которые сопряжены с G-белком — белком-посредником, передающим сигналы от рецепторов к ферментам клеточной мембраны. Только 10–20% известных препаратов могут с ними взаимодействовать. Это говорит об исключительной и эксклюзивной роли адреналиновых рецепторов. За исследование механизма работы адреналина в 2012 году ученые из Университета Дьюка и Стэнфордского университета получили Нобелевскую премию по химии.

Если рецепторы находятся внутри клетки, то они взаимодействуют с гормонами, которые регулируют функции гена (некоторыми стероидами и гормоном щитовидной железы), а если рецепторы находятся на поверхности клеток, то действие их гормонов направлено на молекулы белка и РНК или ионные каналы клеток.

Какими бывают гормоны?

Гормоны делят на несколько классов: белково-пептидные гормоны, стероиды, которые образуются из холестерина, и гормоны — производные аминокислот.

Гормоны из аминокислот для своего синтеза используют тирозин. Его разновидность — L-тирозин — входит в состав всех белков живых организмов. А в надпочечниках и щитовидной железе с помощью тирозина формируются адреналин, норадреналин и тироксин.

Белково-пептидные гормоны — это гормоны, которые состоят из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями, и кодируются непосредственно ДНК. Белково-пептидные гормоны синтезируются из биологически неактивных прогормонов, или веществ-предшественников. Так, например, инсулин образуется из препроинсулина: препроинсулин теряет 23 аминокислотных остатка из своей структуры и становится проинсулином, а теряя еще 34 — инсулином.

Наиболее известные представители белково-пептидных гормонов — это инсулин, который поддерживает определенный уровень глюкозы в крови и при необходимости его снижает; глюкагон, который уровень глюкозы в крови поднимает; и соматотропин — он отвечает за рост скелета и увеличение массы тела.

В основе стероидных гормонов — холестерин. Он и его производные не растворяются в воде, поэтому стероидные гормоны легко проникают в клетки-мишени через кровоток. Вырабатываются они в коре надпочечников, семенниках, яичниках и плаценте, то есть к стероидным гормонам относят гормоны коры надпочечников и половые.

В коре надпочечников образуется около 30 видов гормонов — кортикоидов. Их делят на три группы. Первая — глюкокортикоиды. Их задача — регулировать углеводный обмен, оказывать противовоспалительное и антиаллергическое действие. Вторая группа — это минералокортикоиды, отвечающие за водно-солевой баланс в организме. А гормоны третьей группы — неактивные андрогены.

Что касается половых гормонов, то они различаются: у женщин это эстрогены, у мужчин — андрогены. Задача последних — рост, созревание, функционирование репродуктивной системы и формирование вторичных половых признаков. Задача эстрогенов — это сексуальное возбуждение, способность выносить и выкормить ребенка и выполнение других функций женской репродуктивной системы.

Что происходит при гормональных сбоях?

Нарушение выработки гормонов приводит к очень специфическим последствиям. Например, при переизбытке кортизола — гормона, связанного со стрессом и регуляцией обмена веществ, — может развиваться болезнь Кушинга. При заболевании возникает ожирение и атрофия мышц. Кроме того, у женщин начинают расти усы или борода — это связано с повышенной выработкой других гормонов. Сопутствующие последствия болезни Кушинга — хрупкость костей вплоть до остеопороза, нарушение чувствительности к инсулину и, как следствие, развитие диабета.

Другой пример — гипотиреоз, то есть недостаточная выработка гормонов, и гипертиреоз — их переизбытк. В первом случае может возникнуть анемия, непереносимость холода, брадикардия, депрессия, ломкость ногтей и хрупкость костей, одутловатость тела и другие симптомы. Для детей это заболевание опасно высоким риском развития кретинизма. Гипертиреоз (избыточная работа щитовидной железы) связана с тахикардией, непереносимостью тепла, повышенным аппетитом, ускоренным метаболизмом и, как следствие, чрезмерной худобой и экзофтальмом (пучеглазием).

Почему гормональная норма относительна?

Распространено мнение, что есть некий гормональной фон — норма выработки гормонов, но это не так. У каждого человека индивидуальное соотношение количества гормонов в определенном возрасте и при определенных обстоятельствах.

Слышали ли вы выражение: «Дети растут во сне»? Оно иллюстрирует тот факт, что гормоны могут вырабатываться в разных количествах в разное время суток. У детей гормон роста продуцируется ночью гораздо интенсивнее, чем днем. Поэтому говорить о гормональном фоне можно только в контексте «здесь и сейчас» и у этого конкретного человека.