Вся правда о гормонах и не только

Рис. 5. Расположение паращитовидных желез

Рис. 6. Тимус

В тимусе вырабатываются гормоны, ответственные за выработку «Т-лимфоцитов» (тимусовых лимфоцитов), одной из разновидностей клеток иммунной системы, борющихся с «интервентами» – чужеродными агентами, могущими нанести вред организму. При нарушении функции тимуса снижается иммунитет, поскольку вырабатывается меньше Т-лимфоцитов, а чем меньше бойцов, тем слабее армия.

Надпочечники – это парные эндокринные железы, расположенные, как следует из названия, над почками. Надпочечники имеют форму неправильной призмы и небольшие размеры – вес надпочечника взрослого человека колеблется от 8 до 12 грамм.

Рис. 7. Надпочечники

Надпочечники состоят из наружного коркового и внутреннего мозгового вещества.

Клетки коркового вещества вырабатывают несколько гормонов, имеющих различные функции. Например, гормоны кортизон и кортизол стимулируют образование глюкозы из жиров и аминокислот, угнетают воспалительные, иммунные и аллергические реакции, повышают возбудимость нервной системы. Гормон альдостерон регулирует водно-солевой обмен.

Клетки мозгового вещества надпочечников вырабатывают два очень важных гормона – адреналин (знакомое название, верно?) и норадреналин, которые создают условия для интенсивной мышечной работы путем повышения артериального давления, учащения сердечных сокращений, повышения содержания глюкозы в крови, расширения просвета бронхов и т. п. Иначе говоря, адреналин и норадреналин увеличивают снабжение мышц кислородом и глюкозой. Бронхи расширяются, увеличивая поступление воздуха в легких, следовательно, увеличивается газообмен между кровью и воздухом. Кровь получает из воздуха больше кислорода. Также в ней увеличивается содержание глюкозы. Вследствие увеличения числа сердечных сокращений увеличивается поступление к органам крови, богатой кислородом и глюкозой… Теперь вы понимаете, почему при стрессовых ситуациях выработка адреналина и норадреналина резко возрастает? Организм готовится к активным действиям – к сопротивлению или к бегству.

Рис. 8. Параганглии

Вот и дошли мы до таинственных параганглиев, которые, впрочем, уже перестали быть для нас с вами таинственными.

Клетки этих небольших эллипсовидных образований (длина параганглиев взрослого человека не превышает 8 мм) по строению и функциям схожи с клетками мозгового вещества надпочечников. В параганглиях вырабатываются адреналин и норадреналин.

Поджелудочная железа, как уже было сказано выше, относится к железам со смешанной секрецией. Скопления эндокринных клеток в поджелудочной железе называются «островками Лангерганса» по имени открывшего их немецкого ученого Пауля Лангерганса (1847–1888). Островков Лангерганса великое множество. У взрослого человека их количество доходит до миллиона. Эти островки вырабатывают несколько гормонов, наиболее важными из которых являются инсулин (еще одно знакомое всем название) и глюкагон.

Инсулин и глюкагон – антагонисты, то есть обладают противоположным действием. Глюкагон повышает содержание глюкозы в крови, а инсулин понижает его. При недостаточности инсулина или же при нарушении взаимодействия с клетками-мишенями развивается тяжелое заболевание – сахарный диабет.

Рис. 9. Островок Лангерганса. Видно, что он не соединен с системой протоков поджелудочной железы, потому что выделяет свои секреты непосредственно в кровь.

Антагонисты есть у большинства гормонов. В такой сложной системе, какой является наш организм, для регуляции какой-либо функции недостаточно только стимулятора или только «угнетателя» этой функции. Нужно, чтобы одновременно работали бы и стимулятор, и «угнетатель». Такая «двойная» регуляция более стабильна, то есть более надежна и более точна. А бывает и так, что какая-то важная функция регулируется целой группой гормонов.

Половые железы – мужские яички и женские яичники вырабатывают мужские и женские половые гормоны. Мужские половые гормоны называются «андрогенами», а женские – «эстрогенами». Не надо думать, что в яичках вырабатываются только андрогены, а в яичниках – только эстрогены. Андрогены и эстрогены вырабатываются как у мужчин, так и у женщин, но у мужчин вырабатывается больше андрогенов, чем эстрогенов, а у женщин – наоборот.

Самым «главным», то есть – наиболее важным, из андрогенов является тестостерон, который обеспечивает развитие первичных и вторичных мужских половых признаков, а также участвует в выработке мужских половых клеток – сперматозоидов. Самым «главным» из эстрогенов является эстрадиол, женский аналог тестостерона.

Во время беременности эндокринная система пополняется еще одним органом – плацентой. Плацента вырабатывает такие гормоны, как плацентарный лактоген, очень похожий на гормон роста, хорионический гонадотропин, пролактин, эстрогены, прогестерон, кортизол.

Лактоген, гонадотропин, пролактин, прогестерон, кортизол… Не пугайтесь непонятных и непривычных названий. Очень скоро они станут для вас такими же привычными, как, например, слова «борщ», «облако» или «тротуар».

Рис. 10. Дыхательная система

Рис. 11. Мочевыделительная система

Знакомство с эндокринной системой завершилось. Теперь вы имеете представление о предмете и сможете ответить на такой вопрос – чем эндокринная система отличается от других систем? Например – от дыхательной и мочевыделительной, которые изображены на рисунках.

Все остальные системы представляют собой условное целое, некую единую структуру, а органы и клетки эндокринной системы разбросаны по всему организму. В этом-то и отличие. Эндокринную систему объединяет кровь, в которую все клетки выделяют свою продукцию.

Чтение этой книги можно чередовать с чтением фантастического романа Александра Беляева «Человек, потерявший лицо», в котором рассказывается о применении достижений эндокринологии для изменения человеческого тела. Только читайте именно «Человека, потерявшего лицо», а не его переработанную версию под названием «Человек, нашедший свое лицо». Переработанная версия не так увлекательна и сильно идеологизирована.

С момента написания «Человека, потерявшего лицо» прошло девяносто лет. Вам будет интересно узнать, какой видели эндокринологию мечтатели на заре ее развития и какие проблемы надеялись решить с ее помощью. Но во время чтения отдавайте себе отчет в том, что вы читаете фантастический роман. О реальном положении дел в эндокринологии вам расскажет книга, которую вы сейчас держите в руках.

Официально годом рождения науки эндокринологии считается 1848 год, в котором британский врач Томас Аддисон начал изучать смертельно опасную болезнь, которую впоследствии назвали его именем. Но реальной датой рождения эндокринологии следует считать 1905 год, в котором британские же физиологи Уильям Бейлис и Эрнст Старлинг ввели понятие «гормон». Без этого понятия эндокринологию нельзя было считать полноценной научной дисциплиной, поскольку любая наука непременно должна иметь понятие своего предмета. Объектом эндокринологии является эндокринная система, а предметом – гормоны, невидимые глазом «посредники», управляющие процессами, протекающими в нашем организме.

Глава вторая

Гормоны-строители и гормоны-тормоза

Знакомство с гормонами можно организовать по-разному. Можно рассматривать по отдельности органы эндокринной системы и узнавать, какие гормоны они вырабатывают. Так обычно изучают эндокринную систему студенты-медики. Но есть и другой способ – изучать не органы, а гормоны.

Сейчас многие читатели усмехнулись и подумали: «Какая разница – что в лоб, что по лбу!». А некоторые, возможно, высказали эту мысль вслух.

На самом деле разница есть и довольно значительная. Одни и те же гормоны вырабатываются разными железами, поэтому если продвигаться «по органам», то неизбежно будут возникать повторы, усложняющие усвоение материала. Лишнее всегда усложняет усвоение. Да и разговор у нас идет не об эндокринологии в целом и не об органах эндокринной системы в частности, а о гормонах, этих невидимых посредниках, которые управляют всеми процессами в нашем организме. Так что правильнее и логичнее (в нашем конкретном случае) знакомиться непосредственно с гормонами, а не с органами. И знакомиться не в алфавитном порядке (у нас же не энциклопедия а, скорее, дружеский разговор о гормонах), а по профессиям гормонов, то есть – по их функциям. Смысл существования любого гормона заключен в выполняемых им функциях, а не в месте рождения, то есть – месте выработки.

В этой главе речь пойдет о гормонах-строителях, которые стимулируют рост организма, и об их антагонистах – гормонах-тормозах, которые этот рост замедляют.

Рост организма, так же, как и все прочие свойства, определяется генами – хранителями наследственной информации. В организме человека более 35 000 генов. Ген – это участок гигантской молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), отвечающий за синтез одного белка (определение приблизительное и упрощенное, но представление о гене дает). Молекулы ДНК образуют структуры, которые называются «хромосомами» и находятся в ядре клетки. Одна хромосома – это одна молекула ДНК. В норме хромосом должно быть сорок шесть.

Если сравнить человека с многоэтажным зданием (да простится автору такое сравнение, сделанное исключительно для облегчения усвоения материала, а не с целью унизить род человеческий!), то генетическую информацию можно назвать проектом строительства здания. Гены содержат всю необходимую информацию, касающуюся строительства, всю до мельчайших деталей, вплоть до того, какого цвета должны быть стены в каждом из помещений.

Гены содержат всю необходимую информацию… Но управляют процессом реализации этой информации не гены, а гормоны. Гены – это чертежи и проекты, а гормоны – прорабы.

Все расписано, все подсчитано, определены сроки. Строительство началось. Ура-а-а!!! Через десять месяцев на этом пустыре вырастет шестнадцатиэтажный дом!

Бывалые строители, дочитав до этого места, снисходительно усмехнутся. Через десять месяцев – ага! Шестнадцатиэтажный – ну-ну! Плавали – знаем. Это уж как фишка ляжет. Вполне может так случиться, что и через пять лет на этом месте будет только котлован под фундамент и то отрытый не полностью.

И они будут совершенно правы, эти самые бывалые строители. Мало ли что может случиться. Вдруг застройщик обанкротится в ходе строительства… Вдруг разразится очередной кризис… Вдруг цены на стройматериалы резко возрастут и число этажей придется сократить до десяти… А может случиться и так, что застройщику предложат строить не шестнадцатиэтажный, а сорокаэтажный дом и средства для этого предоставят…

То же самое происходит и в организме. Допустим, что в генетической программе человека заложен предельный рост в 180 см, которого он должен достигнуть к восемнадцати годам. Но если вдруг в какой-то момент по каким-то причинам в гипофизе вдруг увеличится выработка гормона роста соматотропина, то к восемнадцати годам реальный рост значительно превысит рост «генетический», запланированный. Известны случаи, когда рост переваливал за отметку в 250 см! Самый высокий человек в истории, попавший в Книгу рекордов Гиннесса, – это американец Роберт Уодлоу, живший в первой половине XX века. Его рост составлял 272 см! Но Уодлоу считается самым высоким с официальной точки зрения. Рост Федора Махнова, родившегося в 1878 году в Витебской губернии, равнялся 285 сантиметрам! Но из-за того, что рост Махнова был зафиксирован не в строгом соответствии с правилами, установленными для кандидатов, Махнов в Книгу Гиннесса не попал.

А теперь давайте сравним величины. Микроскопическая эндокринная железа – гипофиз, весящая меньше грамма, вырабатывает гормон, содержание которого в крови в норме колеблется от 1 до 5 нг/мл. Нг/мл – это нанограмм на миллилитр или одна миллиардная грамма на одну тысячную литра. Если вспомнить, что средний объем крови у взрослого человека равен примерно 4,5 л, то можно подсчитать, что в организме взрослого человека в норме содержится от 0,0000045 г до 0,0000225 г соматотропина[2 - В промежуток с четвертого по шестой месяцы внутриутробного развития концентрация соматотропина в крови является максимальной, примерно в 100 раз выше, чем у взрослого человека. Но если принять во внимание, что объем циркулирующей крови у шестимесячного эмбриона не превышает 50 мл, то абсолютные величины содержания соматотропина в организме будут наиболее высокими именно у взрослого человека.]. Ничтожные, скажем прямо, количества! И их изменения, которые приводят к гигантизму или карликовости, тоже ничтожные. Речь идет о цифрах с тремя-четырьмя, а то и с пятью нулями после запятой. Трудно поверить в то, что какие-то (так и хочется написать «несчастные») миллионные доли грамма, вырабатываемые сверх нормы, могут привести к тому, что человек вырастает на метр выше генетически запрограммированного роста. Или не дорастает около метра до генетической планки, если соматотропина вырабатывается на миллионные доли грамма меньше.

Микроскопическая причина – и макроскопический результат!

С гормонами всегда так. Количества их ничтожны, а последствия колебания этих ничтожных количеств грандиозны!

Как по-вашему, 40 г (сорок грамм!) – это большое количество? «Конечно же – нет!», скажете вы и будете абсолютно правы. Что такое сорок грамм? Мелочь! Если перевести на сахарный песок, то получится две столовые ложки, правда – с горкой. А между прочим, примерно такое количество адреналина содержится в крови у всего населения нашей планеты. У всего населения, которое вскоре перевалит за семь с половиной миллиардов! Вот как!

Небольшое уточнение – гормоны не изменяют генетическую программу. Они корректируют ее исполнение.

У многих читателей, особенно у тех, кто знаком с азами генетики и принципами эволюции, может возникнуть закономерный и уместный вопрос – зачем? Зачем нужно корректировать выполнение программы, которая сформировалась в ходе приспособления организма к условиям внешней среды? Выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи. Их признаки «шлифуются» в процессе естественного отбора, и в результате получается некая оптимальная генетическая программа, совокупность признаков, обладая которыми организм может комфортно или относительно комфортно существовать в конкретных условиях. Зачем нужно вмешиваться в эту программу? Зачем нужно устраивать дополнительную систему регуляции – эндокринную? Лучшее – враг хорошего, а лишнее – враг вдвойне, разве не так? И какая польза от роста в 280 см или 80 см? Где, вообще, логика и разум? Ведь принято же считать, что в природе все устроено разумно.

Гиганты и карлики – это, разумеется, крайности. А дополнительная эндокринная регуляция исполнения заложенной в гены программы нужна однозначно. Гормональная регуляция – это не прихоть природы, а разумный страховочный механизм, позволяющий конкретному организму приспосабливаться к перманентно изменяющимся условиям внешней среды. Кроме того, в течение жизни в самом организме могут происходить определенные изменения. То есть заданная генами программа может нуждаться в изменениях. Вот для этого в организме и устроена сложная многоступенчатая система регуляции процессов жизнедеятельности. С различными подстраховками.

Но вернемся к нашему соматотропину[3 - В медицинской литературе и в бланках анализов крови можно встретить другое название соматотропина – соматотропный гормон (сокращенно – СТГ).], гормону роста, гормону-строителю.

Все, наверное, слышали поверье о том, что люди растут во время сна. Не так уж оно и беспочвенно, это поверье. Выработка соматотропина, так же как и многих других гормонов, имеет не непрерывный, а периодический характер. Периоды возрастания чередуются с периодами спада и наиболее высокий пик выработки соматотропина наблюдается ночью, спустя один-два часа после засыпания. Так что мы действительно растем во сне. Примерно до двадцатилетнего возраста растут мужчины и до восемнадцатилетнего – женщины.

Повышенная выработка соматотропина в раннем возрасте приводит к гигантизму, а во взрослом – к заболеванию, которое называется акромега?лией. Название происходит от греческих слов «акрос» – конечность и «мегас» – большой, поскольку при этой болезни растут – расширяются и утолщаются кости черепа (особенно – лицевой части), кистей, стоп. А вот кости конечностей и позвоночника у взрослых уже не растут, каким количеством соматотропина их ни «поливай», потому что так называемые «зоны роста» – участки интенсивного деления клеток, во взрослом возрасте перерождаются, окостеневают.

Возникает закономерный вопрос – а зачем вообще нам нужен соматотропин во взрослом возрасте? Какой прок от гормона роста, если мы уже не растем? Зачем гипофиз продолжает его вырабатывать. Читатели, немного сведущие в эндокринологии (и в первую очередь – женщины, имеющие детей), могут привести в пример такой процесс, как лактация, выработку молока молочными железами. Пока молоко нужно для кормления, оно вырабатывается интенсивно. После того, как женщина перестает прикладывать ребенка к груди, выработка молока начинает снижаться и со временем полностью прекращается. За ненадобностью.