Гормоны

Биологическое действие. Гормоны вместе с простагландинами влияют на обмен углеводов, белков, липидов и других соединений.

Молекула гормона из кровеносного русла поступает в  межклеточную жидкость, а из нее- на поверхность клетки-мишени. Здесь  молекула адреналина, как и других гормонов, взаимодействует с рецепторами  поверхности клетки. Рецепторы взаимодействуют  с ферментом аденилатциклазой, которая находится в неактивной форме. Под влиянием фермента из АТФ образуется цАМФ. Он и является посредником между гормоном и соответствующим ферментом. Если субстратом оказывается гликоген, через цАМФ гормон оказывает действие на молекулу неактивной фосфорилазы, превращая ее в активную форму. Активная фосфорилаза и осуществляет фосфоролиз глюкогена, превращая его в глюкозо-1-фосфат.

Повышенное выделение  гормонов или избыточное введение их в организм вызывает гипергликемию  и глюкозурию. Гормоны увеличивают скорость расщепления в тканях белков и выделения азотистых продуктов обмена с мочой, активируют липазу жировых депо и ускоряют мобилизацию липидов.Действие адреналина появляется в дозах 0,0001-0,00001 мг на 1 кг живой массы. При этом повышается кровяное давление, учащается и усиливается серцебиение, ускоряется ритм дыхания, замедляется перистальтика кишок, увеличивается температура тела и др. Адреналин повышает систолическое давление, норадреналин- систолическое и диастолическое. Норадреналин не учащает пульс и не усиливает потребление тканями кислорода.

Действие гормонов связано  с их взаимодействием с адренорецепторами. а-Адренорецепторы связаны с возбуждением, а в-адренанорецепторы-с торможением  сокращений мышечных волокон гладких  мышц, учащением и усилением сердечных сокращений.

Патология. Мозговое вещество поражается при многих инфекционных , новообразованиях, травмах и других патологических процессах. Атрофируется хромаффинная ткань, уменьшается выделение гормонов, что приводит к торможению всех химических реакций, в которых участвуют катехоламины. Иногда наступает гиперфункция мозгового вещества, когда оно поражается симпатикобластомой. Возникает избыток гормонов и их предшественников, усиливаются реакции обмена, в которых участвуют адреналин и норадленалин. Возникает гипертония, гипергликемия, глюкозурия, развиваются атеросклероз, нефрит, нарушается мозговое кровообращение, угнетается деятельность коры надпочечников, может наступить смерть.

КОРКОВЫЙ СЛОЙ НАДПОЧЕЧНИКОВ

Вес корковой части надпочечников составляет ²/₃  общего веса надпочечников. Корковая часть надпочечников очень богата липндами, особенно холестерином и его эфирами. Обнаружено там также значительное количество стероидов. Холестерин н его эфиры составляют 5% от веса надпочечников. Богаты также надпочечники аскорбиновой кислотой—120—150 мг% в сыром веществе.

Интерес к изучению надпочечников  и особенно его корковой части  усилился с 1855 г., когда Адднсон описал картину тяжелого заболевания человека, неминуемо кончающегося смертью больного,—бронзовой болезни (она так названа по пигментации кожи). Аддисои высказал мнение, что причиной бронзовой болезни является разрушение надпочечников. В дальнейшем было доказано, что при бронзовой болезни разрушается, обычно в результате туберкулезного процесса, корковая часть надпочечников.

Биосинтез. В клетках клубочковой зоны коры надпочечников образуется альдостерон, в пучковой зоне - гормоны, обеспечивающие регуляцию обмена многих органических веществ и реакцию организма на стрессовые воздействия. Биосинтез кортикостероидов регулируется гормоном гипофиза АКТГ. Здесь из предшественников образуются гормоны.

Между эндокринными железами, участвующими в образовании и регуляции  биосинтеза кортикостероидов, существует прямая и обратная связь. Так, при появлении в крови избытка кортикостероидов в гипоталамусе уменьшаются синтез и выделение кортиколиберина, что приводит к уменьшению скорости биосинтеза АКТГ в гипофизе, и наоборот. Некоторые предшественники гормонов образуются в стероидпродуцирующих органах, особенно в половых железах иплаценте, затем поступают в кору надпочечников.

Специфичность в образовании гормонов зависит от вида животного, от активности ферментов, катализирующих данные процессы. Так, разрыв боковой цепи прегнана осуществляется карбоксилазами. Образование гидроксильных групп катализируется гидроксилазами, которые различны в зависимости от места расположения групп --- ОН. Источником водорода чаще бывает витамин С, которым богата кора надпочечников. Водород транспортируется в виде НАДФ. 

Метаболизм. Гормоны поступают в кровеносное русло. Около 90% общего количества их находится в виде комплексных соединений с белками. Так, гидрокортизон и кортизон соединяются с а-глобулинами, альдостерон- с альбуминами крови. Это даёт возможность клеткам постепенно использовать гормоны и предохраняет кортикостероиды от разрушения. Период биологической полужизни молекулы гидрокортизона равен 80-110 мин, кортикостерона -60-90 и кортизона- 30 мин.

Основная масса кортикостероидов выделяется из организма в виде их метаболитов. Общее для всех стероидных гормонов - преобладание в их обмене восстановительных реакций. Восстановленные метаболиты в печени образуют парные соединения с глюкуроновой и серной кислотами. Они выделяются из организма с мочой и калом. Около 1% гидрокортизона выводится с мочой в неизменном виде. Кортикостерон выделяется с желчью.

Биологическое действие. Под влиянием глюкокортикоидов увеличивается распад белков и тормозится их синтез, уменьшается масса тела и возрастает выделение с мочой  азотсодержащих соединений , возрастает содержание гликогена в мышцах, стимулируется гликонеогенез, повышается уровень глюкозы в крови и накопление гликогена в печени. Уменьшение выделения этих гормонов оказывает обратное действие. Интенсивный синтез глюкокортикоидов способствует увеличению в крови количества лейкоцидов, особенно нейтрофилов, и уменьшению в ней числа эозинофилов и лимфоцитов.

Минералокортикоиды влияют на водно-солевой  обмен. Они задерживают в тканях ионы Na  и создают предпосылки для удержания организмом воды. При их недостатке уменьшается содержание в тканях ионов Na  и хлорид-ионов, падает осмотическое давление, наступает обезвоживание. Минералокортикоиды, особенно альдостерон, обладают слабым глюкокортикоидным действием, влияя на обмен углеводов. Они оказывают некоторое влияние на минеральный обмен. Андрогены и эстрогены в коре надпочечников синтезируются в небольшом количестве. Они не оказывают существенное влияние на обмен веществ.

Патология. При гипофункции коры надпочечников возникает острая и хроническая недостаточность четырех групп гормонов. Причиной первой из них могут быть инфекционно-токсические процессы, новообразования, травмы и другие поражения органа. При этом ослабевает сердечная деятельность и нарушается работа пищевого канала. Причиной хронической недостаточности может быть атрофия коры надпочечников. При этом падает кровяное давление, уменьшается мышечный тонус, возникает бронзовая окраска кожи и слизистых оболочек, наступает глипогликемия и гипоазотемия, нарушается водно-минеральный обмен.

Иногда встречается гиперфункция коры надпочечников. В её основе лежит  усиление функционирования клеток какой-то одной зоны. Так, при повышенной функции  клубочковой зоны возрастает выделение  альдостерона и развивается синдром  альдостеронизма (гипертония, гипернатриемия, судороги, парез). Причиной этого могут быть аденомы и карциномы коркового вещества надпочечников или различные инфекционные и токсические процессы. При опухолях пучковой зоны коры начинается избыточное выделение глюкокортикоидов, что приводит к возникновению надпочечно-коркового синдрома обменного типа – затухает синтез белков, возрастает их распад и подавляется иммунобиологическая реактивность организма.

 В 1856 г. была впервые произведена у животных операция удаления надпочечников. Операция привела к гибели животных. Хирургическая техника в те годы не позволяла удалять из организма раздельно адреналовую и корковую часть надпочечников. По этой причине нельзя было выяснить, погибают ли животные от удаления всей железы или же какой-либо одной се части. В настоящее время известно, что животные чувствительны к удалению корковой части надпочечников.

ПОСЛЕДСТВИЯ УДАЛЕНИЯ НАДПОЧЕЧНИКОВ

Обычно, как уже указывалось, удаление надпочечников приводит к  гибели животных. Крысы легче переносят удаление надпочечников, но и они погибают через более отдаленный срок после операции. Наиболее характерными расстройствами, возникающими после операции, являются мышечная слабость, неуверенность в движениях (мышечная адинамия), падение температуры тела, рвоты и поносы. Животные погибают при явлениях сердечной слабости. Более детальные исследования оперированных животных показали, что удаление надпочечников вызывает уменьшение содержания глюкозы в крови и гликогена в мышцах и в печени, т. е. нарушение углеводного обмена. В крови повышается содержание мочевины. Изменяется минеральный состав крови: увеличивается количество ионов калия и уменьшается количество ионов натрия. Нарушается обмен воды. Эти изменения особенно характерны в период развития болезни. Установлено, что введение в организм оперированного животного хлористого натрия и уменьшение в пище содержания солей калия улучшают состояние животного и удлиняют его жизнь. Для больных бронзовой болезнью нарушения аналогичны установленным у животных при удалении у них надпочечников.

КОРТИКОСТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ

В 1930 г. впервые было установлено, что путем экстрагирования тканей надпочечников органическими растворителями удается получить препараты (экстракты), которые, будучи введенными, в организм собак после удаления надпочечников, предохраняют от их развития заболевания и гибели.

В 1936 г. из экстрактов надпочечников  было выделено активное вещество, оказавшееся по своей химической природе стероидом. Начиная с этого года, стали интенсивно проводиться исследования по выделению активных веществ из корковой части надпочечников, по изучению их химической природы и осуществлению их синтеза. Выделенные в кристаллическом виде вещества (их теперь получено свыше тридцати) являются стероидами, и значительное количество из них оказалось биологически активными веществами — гормонами.

Некоторые гормоны корковой части надпочечников по своему действию и по своей химической природе идентичны гормонам, образующимся в половых железах. Другие гормоны оказались по своему действию специфичными для функции корковой части надпочечников и получили название кортикостероидных гормонов. Химическая природа этих гормонов установлена, осуществлен их синтез.

Все стероидные гормоны  обладают общей для них химической особенностью: в структуре их имеется циклический компонент в виде циклопентанпергидрофенантрена. Предшественником их является холестерин, включающий такой же циклический компонент.

При изучении стероидных гормонов корковой части надпочечников  прежде всего возникает вопрос, обладают ли они все одинаковой активностью? Активность этих гормонов устанавливается в опытах на животных с удаленными надпочечниками. О степени активности их судят по способности поддерживать жизнь оперированных животных, по нормализации углеводного обмена, минерального обмена, устранению адинамии. В таблице приводятся результаты испытания активности стероидных гормонов коры надпочечников на мышах и крысах с удаленными надпочечниками (активность 11-дегидро, 17-оксикортикостерона принята за 100).

Из приведенных данных видно, что различные стероидные гормоны с различной степенью активности восстанавливают отдельные  нарушения в организме, вызванные  удалением надпочечников. Альдостерон, например, оказывается в 1200 раз более  активным в восстановлении нормального содержания ионов натрия в крови, чем 17-дегидро-П-оксикортикостерон.

Активность стероидных гормонов коры надпочечников

Примечание. Использованы данные, приведенные  в Principles of Biochemistry A. White и др. 1945, стр. 945.

Перечисленные в таблице  гормоны не в одинаковом количестве образуются в корковой части надпочечников и поступают в кровь. Из общего количества всех стероидных кортикальных гормонов около 80% приходится на долю 17-оксикортикостерона, кортикостерона и альдостерона. Эти три гормона способны обеспечить все основные функции коры надпочечников.

Кортикальные стероидные гормоны, поступающие из корковой части надпочечников в кровь, подвергаются в организме превращениям и затем выделяются с калом и с мочой.

У человека продукты превращения  этих гормонов выделяются преимущественно с мочой, у некоторых животных (собака, крыса) они в основной своей массе выделяются с калом. Эти продукты уже не обладают гормональной активностью. Наряду с ними выделяется некоторое количество неизмененных или малоизмененных кортикостероидов (17-оксикортикостерон и близкий к нему П-дегидро-17-оксикортикостерон, получивший название кортизон и др.). Количество стероидов в моче человека увеличивается при травмах, при хирургических операциях, а также при некоторых 41изиологи-ческих состояниях организма.