Читать книгу Гормоничный ребенок. Рекомендации от практикующего детского эндокринолога - Юлия Сидорова - Страница 4

Школьные уроки по биологии я помню наизусть, но посади меня сейчас в школу, я бы совершенно по-другому себя вела и училась: до сих пор жалею о том, что не погрузилась в базовые знания по физике и истории. Помню лишь какие-то отрывки из школьной программы, причем чаще они даже не связаны друг с другом. Если у вас так же с биологией, то с удовольствием напомню вам об основах эндокринологии, которые изучают в школе. Если вы все помните, то как? У вас феноменальная память! Если вы не против, я напомню вам некоторые аспекты.

Чтобы все клетки, ткани и органы нашего организма взаимодействовали друг с другом, создавая целостность всего организма, необходима регуляция. В нашем организме есть два типа регуляции – нервная и гуморальная.

С нервной все понятно, это импульсы, которые посылает наша нервная система, именно она заставляет взаимодействовать наш организм с окружающей средой с помощью рефлексов. Есть раздражитель – есть рефлекс.

Гуморальная регуляция осуществляется при помощи биологически активных веществ, выделяемых в различные жидкостные среды: кровь, лимфу, тканевую жидкость (это та жидкость, что между клетками). Этими биологически активными веществами и являются гормоны.

Кстати, сам термин очень молодой – ему всего-то сто с небольшим лет! Понятие «гормон» ввели в 1905 году английские физиологи Уильям Бейлис и Эрнст Старлинг.

В нашем организме есть несколько типов гормонов, часть из которых связывается с рецепторами на клетке, а часть – проникает внутрь клетки и может влиять на продукцию белков, изменяя работу генов.

Гормоны делятся на водорастворимые (инсулин, глюкагон, катехоламины: адреналин и норадреналин) – именно их рецепторы находятся на клетках, и жирорастворимые (стероидные и гормоны щитовидной железы) – их рецепторы находятся внутри клеток.

Для гормонов характерны некоторые свойства:

1) у каждого гормона есть клетка-мишень – такая клетка, которая имеет рецепторы к определенному гормону и способна отвечать на сигнал;

2) гормоны действуют даже в очень низких концентрациях;

3) орган, на который действуют гормоны, может быть расположен далеко от железы, которая выделяет этот гормон;

4) их действие специфично: например, эстроген усиливает сокращение матки, а прогестерон тормозит. Это очень важно понимать для того, чтобы не приписывать несуществующие эффекты гормонам, которые принимаются в качестве заместительной терапии. Например, если тироксин (гормон щитовидной железы) ускоряет обмен веществ, то, принимая левотироксин (синтетический аналог гормона, который назначается при недостаточной функции щитовидной железы), нельзя потолстеть.

Гормоны в нашем организме вырабатываются железами внутренней секреции – эндокринными железами, к которым относятся:

• гипоталамус;

• гипофиз;

• щитовидная железа;

• паращитовидные железы;

• поджелудочная железа;

• надпочечники;

• половые железы – яичники и яички.

Также есть так называемая APUD-система – система клеток, способная вырабатывать гормональные вещества. Располагаются эти клетки либо группами, либо поодиночке в тканях желудочно-кишечного тракта, печени, бронхах, почках и других органах. Они вырабатывают гормоны и биологически активные вещества, которые влияют на обмен веществ в организме и участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

Среди эндокринных органов существует строгая иерархия (все, как у людей) – кто-то начальник, а кто-то покорный исполнитель. Самым главным и могущественным боссом является гипоталамус – не зря он входит в состав не только эндокринной, но еще и нервной системы.

Гипоталамус содержит скопления клеток – ядра, которые способны выделять вещества, влияющие на работу гипофиза. Эти вещества называются статинами (угнетают выработку гормонов гипофиза) и либеринами (стимулируют выработку). В гипоталамусе есть много рецепторов, которые реагируют на любые изменения состава нашей внутренней среды организма, поэтому гипоталамус можно назвать президентом эндокринной системы: ему говорят, что происходит в организме, а он решает, что с этим делать.

Премьер-министром является гипофиз. Он знает, что решил президент, и готов дать другим органам инструкцию к действию. Гипофиз располагается недалеко от гипоталамуса, в особой ямке на основании черепа, и состоит из нескольких частей. Передняя часть гипофиза вырабатывает тропные гормоны – ТТГ (тиреотропный гормон), АКТГ (адренокортикотропный гормон), ФСГ (фолликулостимулирующий гормон), ЛГ (лютеинизирующий гормон), СТГ (соматотропный гормон), пролактин, а задняя часть служит местом накопления АДГ (антидиуретического гормона, или вазопрессина) и окситоцина, которые образуются в гипоталамусе.

Вы видите, что передняя часть гипофиза вырабатывает гормоны с общим корнем «троп», от греческого слова «тропос» – направление. Глядя на название гормона, мы сразу можем понять, на работу какого органа он направлен: АКТГ (адренокортикотропный) – значит, этот гормон контролирует работу надпочечников (потому что «адреналис» – это надпочечный), ФСГ (фолликулостимулирующий) – стимулирует созревание яйцеклетки и т. д. Задняя часть гипофиза – лишь хранилище гормонов гипоталамуса.

Гипофиз – ответственный начальник. Он кричит, если органы-исполнители плохо работают, и ведет себя спокойно, если работают хорошо.

Такие отношения называются принципом обратной связи.

Представьте: вы пришли на работу, а работать не очень хочется. Посидели за компьютером, прочитали новости, поговорили с коллегами, попили чай. Ваш начальник наблюдает за вашим поведением, и в какой-то момент его нервы не выдерживают, он начинает кричать на вас: «А ну-ка работай!» Вы, пугаясь начальника, бежите и тщательно делаете свою работу – начальник успокаивается. А если вы работаете всегда хорошо, то и начальник всегда спокоен.

Иногда бывает такое, что подчиненный начинает вести себя уверенно, смело, высказывает свою позицию начальнику, демонстрирует хорошие успехи в работе – тогда начальник чувствует себя подавленным и перестает давать какие-либо сигналы. Зачем? Ведь и без его важных указаний сотрудник вон как хорошо работает!

Все эти отношения существуют между гипофизом и другими органами.

Разберем на примере. Гипофиз выделяет ТТГ – гормон, который должен воздействовать на щитовидную железу. Если щитовидная железа работает в нормальном режиме, то на выброс ТТГ из гипофиза начнет выработку своих гормонов – тироксина и трийодтиронина. А если работает плохо, то должен быть сильный стимул (сильный крик от начальника) – уровень ТТГ повышается. Если мы увидим в анализах на гормональный профиль повышенные уровни ТТГ и сниженные уровни гормонов щитовидной железы, то можем сказать, что это первичный гипотиреоз (щитовидная железа ленивая, не хочет совсем работать).

Но бывает другая ситуация: щитовидная железа начинает вырабатывать самостоятельно большое количество гормонов, тогда гипофиз понимает, что железа работает и без его участия, и, как хороший и понимающий начальник, огорчается и «уходит» в свой кабинет и не дает никаких распоряжений – в анализе крови мы будем видеть низкие уровни ТТГ и высокие уровни гормонов щитовидной железы. Такое состояние будет называться тиреотоксикозом.

При описании нарушений в эндокринной системе мы используем термины первичный, вторичный и третичный. Первичный – значит, что проблема в исполнительном органе – это плохой, ленивый сотрудник, вторичный – проблема в гипофизе – орган-исполнитель, может быть, и рад был стараться, но начальник достался ему плохой. Третичное нарушение – это отсутствие работы гипоталамуса, тогда и начальник, и исполнитель расслаблены и ничего делать не хотят.

Перейдем к примеру, чтобы было понятнее: первичная надпочечниковая недостаточность – это результат плохой работы надпочечников, вторичная надпочечниковая недостаточность – это ленивый гипофиз и маленькое количество АКТГ, которое должно в норме стимулировать надпочечники. Третичная надпочечниковая недостаточность развивается при поражении гипоталамуса – гипофиз и надпочечники хотят и готовы работать, только им не поступает сигнал свыше. В книге я буду неоднократно обращаться к этим терминам, и, чтобы было проще запомнить, даю вам такую подсказку: в любом деле будет виноват сотрудник (вне зависимости от начальства), значит, первый (=первичный) – это всегда исполнитель (=орган).

Давайте пробежимся по другим органам эндокринной системы и их гормонам.

1. Щитовидная железа расположена перед трахеей, состоит из двух долей и имеет форму бабочки. Вырабатывает гормоны тироксин и трийодтиронин. При этом трийодтиронин – это более активный, но в то же время более короткоживущий гормон.

Щитовидная железа вырабатывает примерно 20 % трийодтиронина и 80 % тироксина. После выделения тироксина из щитовидной железы печень, почки и другие органы могут преобразовать его в трийодтиронин. От работы щитовидной железы зависит очень многое: обмен веществ, работа мышц, процессы окисления и выработки энергии, рост организма, образование нейронных связей.

Кстати, почти все знают, что щитовидная железа вырабатывает гормоны Т4 (тироксин) и Т3 (трийодтиронин), но почему-то забывают о кальцитонине, который вырабатывается определенными клетками щитовидной железы. Функция кальцитонина – замедлить усвоение кальция, однако у людей он потерял свое значение. Кальцитонин очень нужен рыбам – они живут в среде с большой концентрацией кальция, а значит, им просто необходим гормон, который бы снижал кальций в крови.

Кальцитонин используется как маркер опухолевых образований щитовидной железы. Более подробно о недостаточной и избыточной функциях щитовидной железы мы поговорим чуть позже.

2. Паращитовидные железы – небольшие железы, расположенные позади щитовидной железы. Как правило, их четыре – по две с каждой стороны щитовидной железы. Вырабатывают паратгормон, необходимый для поддержания уровня кальция в организме. Тут же встает вопрос: но ведь уже есть гормон, который регулирует работу кальция и фосфора! Это кальцитонин, и он вырабатывается щитовидной железой. Зачем эволюционно нужно два гормона с одной функцией? Но дело в том, что кальцитонин и паратгормон – это конкурирующие гормоны, гормоны-антагонисты. Если кальцитонин стремится снизить кальций в крови, то паратгормон ответственен за то, чтобы уровень кальция в крови всегда был одинаков. Поэтому если организм будет испытывать дефицит кальция, то паратгормон начнет «доставать» его из костей, увеличивать всасывание кальция в кишечнике, а почкам «прикажет» всасывать кальций обратно. Кальций необходим не только для нормального строения костной системы, но и для правильной работы ферментов, обеспечения мышечного сокращения. А вот фосфор паратгормон не любит – поэтому пусть уходит из организма при участии почек.

3. Поджелудочная железа на самом деле не чисто эндокринный орган. Поджелудочная железа – это железа смешанной секреции: часть органа вырабатывает пищеварительный сок, а другая часть – гормоны. Часть, вырабатывающая гормоны, называется островками Лангерганса, впервые их обнаружил ученый Пауль Лангерганс.

Подопытными блестящего патологоанатома были кролики: именно у них врач обнаружил клетки, расположенные парами в поджелудочной железе. Их функцию установить в то время (1860-е годы) не удалось, однако это открытие сыграло большую роль – спустя некоторое время обнаружилось, что эти клетки вырабатывают важный гормон – инсулин, который был назван так в честь своего места рождения (insula – островок).

Островки вырабатывают инсулин и глюкагон, которые нужны для того, чтобы глюкоза – главный энергетический субстрат – сохранялся на постоянном уровне в нашем организме. Инсулин понижает уровень глюкозы в крови, а глюкагон повышает. Основной эффект инсулина – увеличение проницаемости клеток для глюкозы. Инсулин является очень важным гормоном, ведь благодаря ему митохондрии клеток могут получить универсальный источник энергии и использовать его для синтеза молекул АТФ – молекул энергии. Инсулин также увеличивает синтез белков, а ненужное количество глюкозы помогает откладывать в печень и мышцы – органы, являющиеся депо глюкозы. Там она хранится в виде гликогена – ветвистой структуры.

А вот глюкагон обладает противоположными эффектами. Этот гормон отвечает за мобилизацию глюкозы из тех самых запасов гликогена в печени и мышцах, чтобы митохондрии начали усиленно синтезировать молекулы энергии – это необходимо, например, когда организм голодает и глюкоза не поступает извне. Глюкагон также предупреждает развитие гипогликемии – низкого уровня сахара, именно поэтому инъекции глюкагона используются при развитии тяжелого приступа гипогликемии у людей с сахарным диабетом.

Существуют наследственные заболевания, при которых ферменты в печени и мышцах не работают, поэтому мобилизация глюкозы из гликогена невозможна – гликоген не может расщепиться, несмотря на наличие гормонов. Эта огромная группа называется «гликогенозами»: их несколько типов, клиническая картина при каждом заболевании различна. Для таких деток очень важно поддержание постоянного уровня глюкозы: у них есть гормоны, но их ткани как будто не слышат. Глюкагон кричит печени и мышцам: «А ну-ка дробите гликоген на маленькие кусочки!» Но дефектные ферменты не могут этого сделать. У людей с таким заболеванием есть большой риск постоянного падения глюкозы крови, поэтому приходится поддерживать сахар крови извне – путем питания.

Кстати, поджелудочная железа вырабатывает не только инсулин и глюкагон, а еще соматостатин, гастрин, вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), панкреатический полипептид – но это уже, как говорится, продвинутый уровень знаний.

Есть заболевания, при которых в поджелудочной железе образуются опухоли. Одним из таких заболеваний является синдром множественных эндокринных неоплазий 1-го типа. При этом заболевании, в классическом его проявлении, образуются опухоли в паращитовидных железах, поджелудочной железе и гипофизе. Как вы уже понимаете, опухоли поджелудочной железы могут секретировать любой из перечисленных выше гормонов. И если мы понимаем, что при инсулиноме (опухоли, вырабатывающей инсулин) будут резкие снижения уровня глюкозы в крови, а при глюкагономе (опухоли, вырабатывающей глюкагон) – нарушения в углеводном обмене (преддиабет, диабет), то при ВИПоме (опухоли, вырабатывающей вазоактивный интестинальный полипептид), например, будет водянистый стул, но это будет не простой и обычный «жидкий стул». Он очень напоминает холерный – объемная, массивная диарея, до трех литров за раз. Человек в буквальном смысле живет в туалете. Лечится такое состояние хирургическим путем.

4. Надпочечники – маленькие комочки, расположенные над почками. Надпочечники – это огромная фабрика по производству гормонов. Сам орган делится на две части – корковое вещество и мозговое вещество. В корковом образуются глюкокортикоиды, минералкортикоиды (регулирующие водно-солевой обмен) и андрогены (мужские половые гормоны даже у женского пола), а мозговой слой ответственен за выработку катехоламинов – адреналина и норадреналина.

Глюкокортикоиды – это общее название для группы гормонов: они оказывают противовоспалительное, противоаллергическое действие, а также тормозят созревание Т- и В-лимфоцитов, продукцию антител, снижают активность фагоцитоза – поглощение твердых веществ клетками иммунной системы, обуславливая иммуноподавляющий эффект. Самый известный гормон из группы глюкокортикоидов – кортизол, который еще называют гормоном стресса: в период опасности он стимулирует работу сердца, концентрирует внимание, помогает регулировать углеводный обмен – повышает концентрацию глюкозы в крови, повышает артериальное давление, стимулирует образование клеток крови в костном мозге, чтобы восполнять кровопотерю.

Минералкортикоиды регулируют водно-солевой обмен – несут ответственность за то, чтобы концентрация натрия в крови всегда была постоянной. Основной гормон из этой группы – альдостерон, который увеличивает концентрацию натрия в крови за счет влияния на почки: благодаря этому гормону происходит обратное всасывание ионов натрия и секреция калия. Ну и причем здесь натрий? Дело в том, что лучший друг натрия – вода, они постоянно вместе! Если натрий всасывается обратно, то за ним последует вода, а за счет увеличения воды в крови давление будет на постоянном уровне. Представьте себе кран: в нем маленькая струйка, а значит, и маленькое давление, но стоит нам открыть кран сильнее – и давление возрастет за счет увеличенного объема воды. С нашим давлением так же: кран – это наши сосуды, а вода – давление крови. Чем больше объем крови – тем выше давление.

Альдостерон – это относительно независимый гормон, ведь его регуляцию осуществляет не гипофиз, а активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. В клетках почек есть особые рецепторные клетки, которые улавливают любые изменения концентрации ионов натрия или изменения давления в сосудах, и вырабатывают в ответ на эти изменения вещество ренин. С этого момента запускается каскад различных реакций, приводящих к выбросу альдостерона надпочечниками – все для того, чтобы вернуть давление в норму. Конечно, за это ответственен не только альдостерон: это слаженная работа сосудов (они резко сужаются при падении давления), выработка антидиуретического гормона гипофизом (он-то как раз и создает каналы для воды в почках, по которым вода будет следовать вслед за своим другом натрием).

Интересно то, что и кортизол тоже обладает минералкортикоидной активностью, при этом секреция кортизола в несколько десятков раз выше секреции альдостерона! Это значит, что кортизол тоже может влиять на рецепторы, которые предназначаются для альдостерона. Но в нашем организме в норме этого не происходит, потому что наши ткани имеют особый фермент, превращающий кортизол в неактивную форму – кортизон.

А теперь страшная история для тех, кто любит лакрицу: она подавляет активность этого самого фермента, а значит, ткани перестают превращать кортизол в кортизон, и кортизол нападает на рецепторы альдостерона. Это происходит при чрезмерном употреблении лакрицы, и возникает состояние, которое называется псевдогиперальдостеронизм. Так что при неадекватной любви к лакрице можно получить повышение артериального давления, «замирание» сердца, слабость мышц и онемение (все из-за снижения уровня калия). Такая вот злая любовь!

Половые гормоны в надпочечниках одинаковы и у мужчин, и у женщин. Они нужны для формирования вторичных половых признаков (оволосения), обеспечивают нормальное функционирование половых желез мужчин и женщин.

Идем вглубь надпочечников, а именно – в мозговой слой! Это фабрика, на которой синтезируются адреналин и норадреналин. Адреналин влияет на работу сердца, расширяет бронхи в легких, стимулирует распад жиров, помогает выделять энергию, перераспределяет кровоток таким образом, чтобы в период стресса (а эволюционно стресс – это встреча с хищником) работали мышцы (убежать), сердце (снабдить кровью), легкие (активно дышать), головной мозг (искать, куда спрятаться от хищника). Норадреналин похож на адреналин по химическому составу, но является очень узконаправленным – влияет только на рецепторы, находящиеся в сосудах, чтобы вызывать их сужение. Это необходимо для увеличения артериального давления.

Кортизол, адреналин и норадреналин – это стрессовые гормоны. Добавьте к ним еще пролактин гипофиза, и вы получаете непобедимую четверку.

Пролактин (гормон лактации) изначально был придуман природой для того, чтобы облегчать боль при кормлении. Когда животные грызут соски своим матерям – это то еще удовольствие! Правда, заблокировать только болевые рецепторы сосков не получится, поэтому нечувствительность к боли распространяется на весь организм – очень удобно.

Гормоны стресса очень нужны нам, потому что именно они обеспечивают нашу защиту. У всех нас есть три механизма реакции на стресс, которые заложила в нас природа: «Бей! Беги! Замри!»

Представим, что мы охотники, живем в пещерах и идем на борьбу с хищным зверем. У нас есть оружие, а животное выглядит слабым? Отлично! Подойдет реакция «бей!». Хорошо, что гормоны стресса расщепляют глюкозу – нам сейчас очень нужна энергия! Увеличиваем силу сердечных сокращений, готовим мышцы к усиленной физической нагрузке, повышаем артериальное давление. Ура, убили! Несем трофей в пещеру. А вот и кортизол начал стимулировать аппетит – пора разводить огонь для ужина!

Мы просто вышли из пещеры, прогуляться на солнышке? Ого, к встрече с диким кабаном мы не были готовы. В этом случае нечего показывать свою храбрость, нужно пользоваться реакцией «беги!» Хорошо, что гормоны стресса снова помогут нам: вот уже расширяются зрачки, мы можем смотреть далеко и искать безопасное место, пока бежим, расслабляются бронхи – да, нам сейчас нужно активно дышать, ну а на случай, если дикий кабан загонит нас на дерево, наши гормоны помогут нам прожить день-другой, расщепляя белок наших мышц для синтеза глюкозы.

Ну и последняя ситуация: мы бежим от дикого кабана и вдруг – пропасть. Бежать некуда, а значит, лучший вариант – притвориться мертвым! Реакция «замри!» поможет в этом. Спасибо, пролактин, что будешь сейчас обезболивать тело. Но будем надеяться, что дикий кабан подумает, что мы тухлые и невкусные, и оставит нас в покое.

5. Половые железы. Половые железы, как и поджелудочная железа, являются органом смешанной секреции. Семенники – они же яички – вырабатывают сперматозоиды и андрогены, а яичники у женщин – яйцеклетки и эстрогены (эстрадиол, эстриол и эстрон) и прогестагены (наиболее известный – прогестерон). В яичниках есть фолликулы – это места, в которых образуется яйцеклетка. Наверняка вы знаете, что каждая девочка рождается с определенным количеством фолликул – после рождения новые фолликулы не образуются. А у мужчин сперматогенез – образование сперматозоидов – начинается в период полового развития и может продолжаться на протяжении всей жизни.

А еще в половых железах образуется гормон, который скажет, сколько осталось «тикать часикам», это антимюллеров гормон (АМГ) помогает узнать, какой же овариальный резерв у женщины. Этот анализ широко используется гинекологами-эндокринологами, но иногда назначается и детскими эндокринологами – особенно когда в семье отмечались случаи ранней менопаузы.

Самый главный гормон женской репродуктивной системы – эстрадиол. Он обуславливает формирование вторичных половых признаков по женскому типу, участвует в росте и развитии матки во время беременности, обуславливает половое влечение, а также необходим для созревания и роста костей. Прогестерон – второй по известности женский гормон – очень важен для протекания беременности. Если происходит оплодотворение, прогестерон подает сигналы в гипофиз: «Больше не надо вызывать менструальный цикл и овуляцию! Мы уже ждем ребеночка!»

Могут ли у мужчин быть эстрогены? Могут! Ведь материалом, из которого синтезируются эстрогены, является тестостерон. Превращением тестостерона в эстрогены занимается жировая ткань – там есть особый фермент ароматаза, именно поэтому при ожирении у мужчин иногда может появляться грудь и возникать эректильная дисфункция.

Фитоэстрогены – это вещества растительного происхождения, схожие по химической формуле с эстрадиолом. В 30-е годы XX века впервые началось изучение этих веществ, и было обнаружено, что овцы, питающиеся клевером, теряли свою способность к размножению. Фитоэстрогены действуют намного слабее, чем эстрогены, но тем не менее при длительном и большом употреблении способны приводить к гинекомастии у мужчин (так что будьте аккуратнее с соей, льняным семенем, шишками хмеля и прочими растительностями).