Страница 3 из 8
Следующей вехой в истории стала химическая изоляция гормона и определение его строения. Уже в 1901 году американский химик японского происхождения Джокичи Такамине (1854–1922) получил эпинефрин из надпочечников. Сегодня он известен нам как адреналин. Позже был открыт гормон щитовидной железы тироксин, а в 1921 году – инсулин, который вырабатывается в клетках поджелудочной железы. И одновременно удалось расшифровать, какую задачу в ходе преобразования сахара в энергию он ставит перед клетками организма. Это был огромный успех, поскольку так нашлась причина сахарной болезни, сегодня называемой диабетом, которая до начала ХХ века казалась неизлечимой.
С течением времени эндокринологи обнаруживали в организме все больше таких видимых исключительно под микроскопом надсмотрщиков (это логично, так как теперь все знали, что именно следует искать), которые даже в очень малых дозах вызывают грандиозные эффекты в нашем теле.
Женские и мужские половые гормоны (эстроген, прогестерон и тестостерон), без которых девочка не станет женщиной, а мальчик не станет мужчиной.
Гормоны вырабатываются не только в специальных железах вроде щитовидной, но и в особых типах клеток и тканей, например, сердца или желудка, и даже в жировой ткани на животе.
На сегодняшний день известно около ста различных гормонов. Однако ученые считают, что этих сигнальных веществ в десять раз больше и они, словно невидимые кукловоды, следят, чтобы у нас все функционировало должным образом. Так что можно и дальше продолжать их усердно исследовать.
Мультиплеер и серый кардинал
Одно можно сказать наверняка: без них ничего не работает. Гормоны заботятся о том, чтобы каждая клетка и каждый орган могли функционировать так, как задумано природой. Для этого они передают информацию. У человека, как и у наших родственников из мира животных, есть различные типы этих высокоточных мини-экспресс-посыльных. У каждого посыльного есть свое особое задание, определенный адрес назначения, который может контролировать только он, и где получатель сможет его узнать и прочитать сообщение. После этого информация передается в целевой орган и там разворачивает действие.
Сигнальные вещества вырабатываются в специальных (эндокринных) железах, таких как щитовидная, которая состоит из очень большого количества производящих гормоны клеток. А также в особых типах клеток и тканей, например, сердца или желудка, и даже в жировой ткани на животе, где клетки, как правило, располагаются небольшими группами. Из железистых клеток – известны, к примеру, клетки Лангерганса (ученый, конечно же, назвал собственное открытие в свою честь) в поджелудочной железе – сигнальные вещества выделяются в межклеточное пространство, которое пронизано очень тонкими кровеносными сосудами (система капилляров). По этим капиллярам гормоны попадают в кровоток и проходят долгий путь, прежде чем благополучно достигнут своих органов-мишеней.
Не все гормоны проходят через кровоток. Многие из них образуются в тканях тела и прокладывают свой путь через межклеточные пространства к местам связывания на своих целевых органах или тканях. Например, гормон сна мелатонин является одним из тканевых гормонов, которые вырабатываются непосредственно на месте их действия или поблизости от него. Он образуется в шишковидной железе[1] в промежуточном мозге[2] и регулирует суточный ритм сна и бодрствования.
Одним гормонам достаточно нескольких секунд, чтобы достичь цели, но другим – минуты или даже часы.
Гипоталамус и гипофиз руководят фабрикой гормонов в организме
Поскольку гормоны обладают таким сильным эффектом, то в крови они содержатся лишь в минимальной концентрации
В отличие от нервов, которые передают информацию за доли секунды, мини-суперагентам нужно гораздо больше времени, чтобы пройти свой путь. Гормон стресса адреналин достигает пункта назначения за несколько секунд, а другим сигнальным веществам зачастую требуется много минут или даже часов, чтобы преодолеть весь маршрут. К примеру, гормоны щитовидной железы, действие которых мы ощущаем по всему телу – в работе сердца, в кровообращении, в мозговой активности, температуре тела и в пищеварении, – относятся к последним. Чтобы все шло гладко, нам постоянно необходим определенный запас этих гормонов.
Половым гормонам требуются месяцы и годы, чтобы превратить тело девочки в тело женщины, а тело мальчика – в тело мужчины: огромный шаг в развитии человека. Поскольку выработка гормонов подчинена дневному, месячному и годовому ритмам, их количество не так просто измерить. Уровень гормонов зависит от времени суток, питания, уровня стресса, возраста и пола человека.
Откуда вообще гормоны знают, что им делать в пункте своего назначения? Каждое сообщение, передаваемое гормоном, скрыто в его химической структуре. Здесь следует различать сигнальные вещества, которые состоят главным образом из белка (протеина), и те, что в основном образованы из жиров. Первые в медицине называют пептидными гормонами: это инсулин, глюкагон, а также гормоны гипофиза и промежуточного мозга. Ко вторым относятся, прежде всего, стероидные гормоны: половые гормоны, гормоны коры надпочечников и феромон.
И как же все это происходит?
Как это функционирует? Фабрика гормонов в организме контролируется гипоталамусом, главным боссом гормонов. Он находится в центре управления в головном мозге, откуда координируются все процессы в клетках тела. За это отвечают нервная и гормональная системы.
Вся информация о гормональной ситуации в организме поступает в гипоталамус.
Коммуникация в этой сложной системе работает в соответствии с так называемым принципом ключа и замка: с одной стороны, каждая клетка имеет свои специальные места связывания, или замки (рецепторы гормонов), к которым подходят только определенные ключи (гормоны). Многие клетки имеют по несколько рецепторов, например, для адреналина, инсулина, эстрогена, тестостерона, ИФР-1, ТТГ (щитовидная железа), СТГ[3]. То есть на этом пути в клетке запускается все больше реакций обмена веществ. С другой стороны, после того, как дело сделано, то есть после того, как сообщение передано, гормоны перемещаются по кровотоку обратно в центр управления, чтобы дать сигнал гипофизу, что задача выполнена и производство может быть временно приостановлено (обратная связь).
1
Другое название шишковидной железы – эпифиз.
2
Конечный отдел мозгового ствола, который сверху покрыт большими полушариями, сзади соединен со средним мозгом, включает в себя: таламус, гипоталамус, метаталамус, эпиталамус.
3
ИФР-1 – инсулиноподобный фактор роста, ТТГ – тиреотропный гормон, СТГ – соматотропный гормон.