Учение о гормонах выделено в самостоятельную науку — эндокринологию. Современная эндокринология изучает химическую структуру гормонов, образующихся в железах внутренней секреции, зависимость между структурой и функцией гормонов, механизмы действия, физиологию и патологию эндокринной системы. Учреждены специализированные научно-исследовательские институты, лаборатории, научные журналы, созываются международные конференции, симпозиумы и конгрессы, посвященные проблемам эндокринологии. Эндокринология в наши дни превратилась в одну из самых бурно развивающихся разделов биологической науки. Она имеет свои цели и задачи, специфические методологические подходы и методы исследования.

Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяющим в известной степени состояние физиологических функций целостного организма, макро- и микроструктуру органов и тканей и скорость протекания биохимических процессов. Таким образом, гормоны — вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции.

Одной из удивительных особенностей живых организмов является их способность сохранять постоянство гомеостаза при помощи механизмов саморегуляции, в осуществлении (координации) которых одно из главных мест принадлежит гормонам. У высших животных координированное протекание всех биологических процессов не только в целостном организме, но и в микропространстве отдельной клетки и даже в отдельном субклеточном образовании (митохондрии, микросомы) определяется нейрогуморальными механизмами, сложившимися в процессе эволюции. При помощи этих механизмов организм воспринимает разнообразные воздействия внешней и внутренней среды, тонко регулируя интенсивность процессов обмена. В регуляции этих процессов, в осуществлении последовательности протекания множества реакций гормоны занимают промежуточное место между нервной системой и действием ферментов, а, как известно, регуляция обмена веществ реализуется путем изменения скорости ферментативных реакций. Скорость химических реакций зависит в свою очередь от каталитической активности ферментов. Гормоны вызывают либо быструю (срочную) реакцию, повышая активность предобразованных в тканях ферментов, либо, что более вероятно, например для стероидных гормонов, медленную реакцию, связанную с синтезом ферментов de novo. Сейчас получены доказательства, что стероидные гормоны оказывают влияние на генетический аппарат клетки, вызывая синтез соответствующей мРНК, которая, поступив в рибосому, служит матрицей для синтеза молекулы фермента (см. Биосинтез белка). Предполагается, что и другие гормоны (белковой природы) опосредованно через фосфорилирование негистоновых белков могут оказывать влияние на гены, контролируя тем самым скорость синтеза соответствующих ферментов. Таким образом, любые нарушения синтеза или распада гормонов, вызванные разнообразными причинными факторами, включая заболевания эндокринных желез (состояния гипо- или гиперфункции), приводят к изменению нормального синтеза ферментов и соответственно к нарушению метаболизма.

Зарождение науки об эндокринных железах и о гормонах относится к 1849 г., когда Аддисон впервые описал так называемую бронзовую болезнь, связанную с поражением надпочечников и сопровождающуюся специфической пигментацией кожных покровов. Клод Бернар ввел понятие о железах внутренней секреции, т. е. органах, выделяющих свой секрет непосредственно в кровь, поскольку они не имеют выводных протоков. Позже Броун-Секар показал, что недостаточность желез внутренней секреции приводит к развитию болезней и что экстракты из этих желез дают хороший лечебный эффект при их недостаточной функции. В настоящее время имеются бесспорные доказательства, что почти все заболевания желез внутренней секреции (тиреотоксикоз, сахарный диабет и др.) развиваются как результат нарушения молекулярных механизмов регуляции процессов обмена, вызванных недостаточным или, наоборот, избыточным синтезом соответствующих гормонов в организме человека.

Термин "гормон" (от греч. hormao — возбуждаю, побуждаю) был введен в 1905 г. Бейлисом и Старлингом при изучении гормона секретина, вырабатывающегося в двенадцатиперстной кишке и стимулирующего выработку сока поджелудочной железы и отделение желчи. К настоящему времени открыто более 60 различных веществ, наделенных гормональной активностью, синтезирующихся в железах внутренней секреции и регулирующих процессы обмена веществ. Специфические особенности биологического действия гормонов можно выразить тремя положениями:

• гормоны оказывают биологическое действие в ничтожно малых концентрациях от (10-9 до 10-12 г);
• действие гормонов в целостном организме определяется в известной степени контролирующим влиянием центральной нервной системы;
• железы внутренней секреции и продуцируемые имя гормоны составляют единую систему, тесно связанную при помощи механизмов прямой и обратной связи.

Показано, что под влиянием разнообразных внешних и внутренних раздражителей возникают импульсы в специализированных образованиях, называемых рецепторами, весьма чувствительных к минимальным раздражениям. Импульсы затем поступают в ЦНС, оттуда — в гипоталамус, где синтезируются первые биологически активные гормональные вещества, обладающие "дистантным" действием и называемые рилизинг-факторами. Особенностью рилизинг-факторов является то, что они не поступают в общий ток крови, а через портальную систему сосудов достигают специфических клеток гипофиза, оказывая стимулирующее (или тормозящее) действие на биосинтез и выделение тропных гормонов гипофиза, которые с током крови приносятся в соответствующую эндокринную железу, стимулируя выработку необходимого гормона. Этот гормон затем оказывает действие на органы и ткани, вызывая соответствующие химические и физиологические ответные реакции целостного организма. Наименее изучен последний этап этой своеобразной дуги, в частности действие гормонов на химию тканей. Вероятнее всего, это действие осуществляется через так называемые гормональные рецепторы, под которыми понимаются химические структуры соответствующих тканей-мишеней, содержащие высокоспецифические места для связывания гормональных соединений; результатом подобного связывания является инициация рецепторами специфических биохимических реакций, обеспечивающих реализацию конечного эффекта соответствующего гормона.

Как теперь установлено, рецепторы гормонов белковой и пептидной природы расположены на наружной поверхности клетки (на плазматической мембране), в то время как рецепторы гормонов стероидной природы локализованы в цитоплазме и ядре. Общим признаком всех рецепторов независимо от локализации является наличие строгого пространственного и структурного соответствия рецептора со специфическим гормоном. Помимо прямой связи, в эндокринной системе существует и обратная связь. В частности, повышенное количество тироксина (гормон щитовидной железы) рефлекторно вызывает торможение синтеза соответствующего рилизинг-фактора в гипоталамусе, что приводит к прекращению образования тиреотропина в гипофизе и соответственно восстановлению физиологического уровня концентрации тироксина в организме.

НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ

Несмотря на то что химическая природа почти всех известных гормонов выяснена в деталях (включая первичную структуру белковых и пептидных гормонов), до настоящего времени не разработаны общие принципы их номенклатуры. Поскольку химические наименования многих гормонов, основанные на их точной химической структуре, были бы очень громоздкими, более распространены общеупотребительные (так называемые рабочие) названия гормонов. Принятая номенклатура указывает на источник происхождения гормона (например, инсулин от лат. insula — островок) или отражает его функцию (например, пролактин, вазопрессин). Для некоторых гормонов гипофиза (в частности, для лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов), а также для всех гипоталамических факторов (гормонов) созданы недостающие или новые рабочие названия (см. ниже).

Аналогичное положение существует и в отношении классификации гормонов. Во-первых, гормоны классифицируют в зависимости от их природного источника, в соответствии с которым различают гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы, половых желез, зобной железы и др. Однако подобная анатомическая классификация недостаточно совершенна, поскольку некоторые гормоны или синтезируются не в тех железах внутренней секреции, из которых они секретируют в кровь (например, гормоны задней доли гипофиза, вазопрессин и окситоцин, синтезируются в гипоталамусе, откуда переносятся в заднюю долю гипофиза), или синтезируются и в других железах (например, частичный синтез половых гормонов в надпочечниках, синтез простагландинов не только в предстательной железе, но и в других органах) и т. д. С учетом этих обстоятельств были предприняты попытки создания классификации гормонов, основанной на их химической природе. Наиболее приемлемой следует, очевидно, признать классификацию, представленную в монографии под редакцией Н. А. Юлаева. В соответствии с этой классафикацией все известные гормоны можно разделить на пять групп.

1. Сложные белки — гликопротеиды; к ним относятся фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и тиреотропный гормоны.
2. Простые белки: пролактин, гормон роста, инсулин и др.
3. Пептиды: адренокортикотропный гормон (АКТГ), глюкагон, кальцитонин, соматостатин, вазопрессин, окситоцин и др.
4. Производные аминокислот: адреналин, норадреналин, тироксин и др.
5. Стероидные соединения, составляющие большую группу гормональных веществ; к ним относятся гормоны коры надпочечников (кортикостероиды) и половые гормоны (андрогены и эстрогены).

Нетрудно видеть, что первые три группы гормонов могут быть объединены в одну общую группу пептидных и белковых гормонов.

Таким образом, ниже будут рассмотрены химическое строение, функция, механизм действия и пути биосинтеза и распада пяти основных групп гормонов в соответствии с классификацией, в основе которой лежит химическая природа гормонов.

Продолжение: Гормоны гипоталамуса