Е.Котина Серьезные игры гормонов ■ лово «гормон» часто выI зывает фривольные ас% социации: у кого-то они ^ ^ ^4 выделяются в избытке, да еще и где-то играют... Но о том, как гормоны играют, мы поговорим в другой раз, в рубрике «Проблемы и методы любви». Сейчас — о том, как они работают. Эта удивительная управляющая система возникла в ходе эволюции, вероятно, чуть позже многоклеточное™ и одновременно с кровеносной сиетемой. На самом деле даже одноклеточные существа небезразличны кхимическим сигналам, приходящим извне, в том числе от других клеток. Но только у многоклеточных могла появиться изощренная многоуровневая регуляция, известная под названием эндокринной системы. Она управляет именно теми функциями организма, которые чаще всего бывают неподвластны воле и сознанию: от переработки питательных веществ до влюбленности, от роста рук, ног и туловища до колебаний настроения, от зачатия ребенка до таинственной деятельности внутренних органов, которые многим своим хозяевам и по именам-то не известны... Вернее, наоборот: эти функции неподвластны воле, потому что управляются не нервной, а эндокринной системой. Специальные клетки в железах и тканях вырабатывают гормоны (от греч. hormaino — приводить в движение, побуждать). Эти вещества выделяются во внеклеточное пространство, в кровь и лимфу, а с их токами попадают в «мишени» —органы и клетки и производят нужные эффекты. Примечательно, что они работают в очень низких концентрациях —до 1 0 " моль/л. В настоящее время описано и выделено более полутора сотен гормонов из разных многоклеточных организмов. По химическому строению их делят натри группы: белково-пептидные, производные аминокислот и стероидные гормоны. Первая группа — это гормоны гипоталамуса и гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желез и гормон щитовидной железы 30 калыдитонин. Некоторые гормоны, например фолликулостимулирующий и тиреотропный, представляют собой гликопротеиды— пептидные цепочки, «украшенные» углеводами. Производные аминокислот — это амины, которые синтезируются в мозговом слое надпочечников (адреналин и норадреналин) и в эпифизе (мелатонин), а также иодсодержащие гормоны щитовидной железы трииодтиронин и тироксин (тетраиодтиронин) Третья группа как раз и отвечает за легкомысленную репутацию, которую гормоны приобрели в народе: это стероидные гормоны, которые синтезируются в коре надпочечников и в половыхжелезах. Взглянув на их общую формулу, легко догадаться, что ихбиосинтетический предшественник—холестерин. Стероиды отличаются по количеству атомов углерода в молекуле: С21 — гормоны коры надпочечников и прогестерон, С19 — мужские половые гормоны (андрогены и тестостерон), С18 — женские половые гормоны (эстрогены). Гидрофильные молекулы гормонов, например белково-пептидные, обычно транспортируются кровью в свободном виде, а стероидные гормоны или иодсодержащие гормоны щитовидной железы — в виде комплексов с белками плазмы крови. Кстати, белковые комплексы могут также выступать и в роли резервного пула гормона: при разрушении свободной формы гормона комплекс с белком диссоциирует и таким образом поддерживается нужная концентрация сигнальной молекулы. Достигнув мишени, гормон связывается с рецептором — белковой молекулой, одна часть которой отвечает за связывание, прием сигнала, другая — за передачу эффекта «по эстафете» внутрь клетки. (Как правило, при этом изменяется активность каких-либо ферментов.) Рецепторы гидрофильных гормонов находятся на мембранах клеток-мишеней, а липофильных— внутри клеток, поскольку липофильные молекулы могут проникать через мембрану. Сигналы от ре- цепторов принимают так называемые вторичные мессенджеры, или посредники, куда менее разнообразные, чем сами гормоны. Здесь мы встречаемся с такими знакомыми персонажами, как циклоАМФ, G-белки, протеинкиназы — ферменты которые навешивают фосфатные группы на белки, тем самым порождая новые сигналы. Теперь снова поднимемся с клеточного уровня на уровень органов итканей. С этой точки зрения — все начинается в гипоталамусе и гипофизе. Функции гипоталамуса многообразны и даже сегодня не до конца изучены, но, вероятно, все согласны в том, что гипоталамо-гипофизарный комплекс — центральная точка взаимодействий нервной и эндокринной систем. Гипоталамус — это и центр регуляции вегетативных функций, и «колыбель эмоций». В нем вырабатываются рилизинг-гормоны (от англ. release — высвобождать), они же либерины, стимулирующие выброс гипофизом гормонов, а также статины, тормозящие этот выброс. Гипофиз —эндокринный орган, находящийся на внутренней поверхности мозга. Он вырабатывает тройные гормоны (греч. tropos — направление), которые называются так потому, что направляют работу других, периферических эндокринных желез — надпочечников, щитовидной и паращитовидной, поджелудочной, половыхжелез. Причем эта схема насыщена обратными связями, например, женский гормон эстрадиол, попадая в гипофиз, регулирует секрецию тройных гормонов, управляющих его собствен­ ной секрецией. Поэтому количество гормона, во-первых, не бывает чрезмерным, а во-вторых, различные эндокринные процессы тонко согласуются между собой. Особого внимания заслуживает временная регуляция. «Встроенные часы» нашего организма — это эпифиз, шишковидная железа, вырабатывающая гормон мелатонин (производное аминокислоты триптофана). Перепады концентрации этого вещества создают у человека чувство времени, а от характера этих перепадов ^jgr^tr™ зависит, будет ли человек «совой» или «жаворонком». Концентрация очень многих гормонов также циклически изменяется в течение суток. Вот по­ чему эндокринологи иногда требуют от пациентов собирать суточную мочу (сумма может оказаться более посто­ янной и характерной величиной, чем слагаемые), а иногда, если нужно оценить динамику, берут анализы каждый час. Соматотропный гормон (СТГ) ока­ зывает действие на весь организм — он стимулирует рост и соответствен­ но регулирует обменные процессы. Опухоли гипофиза, вызывающие сверхпродукцию этого гормона, ста­ новятся причиной гигантизма у чело­ века и животных. Если опухоль воз­ никает не в детстве, а позднее, раз­ вивается акромегалия — неравно­ мерное разрастание скелета, в основ­ ном за счет хрящевых участков. Не­ достаточность СТГ, напротив, приво­ дит к карликовости, или гипофизарному нанизму. К счастью, современ­ ная медицина это лечит. Если врач установит, что причина слишком мед­ ленного роста ребенка (даже не обязательно карликовости, а просто от­ ставания от сверстников) именно в низкой концентрации СТГ, и сочтет нужным прописать уколы гормона, то рост нормализуется. А вот рассказ со­ ветского фантаста Александра Беляе­ ва «Человек, нашедший свое лицо» — все-таки сказка: взрослому человеку гормональные инъекции вырасти не помогут. МОЛЕКУЛЫ ЖИЗНИ В гипофизе вырабатывается и пролактин, он же лактогенный и лютеотропный гормон (ЛТГ), отвечающий за лактацию в период кормления грудью. Кроме того, в гипофизе синтезируют­ ся липотропины — гормоны, стимули­ рующие вовлечение жира в энерге­ тический обмен. Эти же гормоны яв­ ляются предшественниками эндорфинов — «пептидов радости». Меланоцитстимулирующие гормоны гипофиза (МСГ) регулируют синтез пигментов в коже и вдобавок, судя по некоторым данным, имеют какое-то отношение к механизмам памяти. Еще два важных гормона — вазопрессин и окситоцин; первый называют также антидиурети­ ческим гормоном, он регулирует вод­ но-солевой обмен и тонус артериола; окситоцин отвечает за сократительную активность матки у млекопитающих и вместе с пролактином—за молоко. Его используют для стимуляции родов. Между прочим, идея, положенная Михаилом Булгаковым в основу «Со- бачьего сердца», — пересадка чело­ веческого гипофиза в мозг собаки не только перестраивает тело животно­ го, превращая его в подобие челове­ ческого, но и передает подопытному такие качества донора, как хамство и алкоголизм, — с точки зрения физио­ логии начала XX века весьма остро­ умна. СТГ заставил Шарика вырасти величиной с человека, тройные гор­ моны перенастроили метаболизм, эндорфины —эмоциональный фон... словом,если и не вся незабываемая личность Клима Чугункина досталась бедному псу, то немалая ее часть! Конечно, современные нейрофизио­ логи понимают, что гипофиз не мо­ жет быть вместилищем классовой ненависти и других сложных инстин­ ктов, зато все остальное — чистая правда. 31