Отрывок из книги невролога, доктора медицинских наук, профессора Василия Генералова «Пирамида здоровья: гормоны, чекапы и контроль старения»

Биологический организм – целостная система тесно связанных вне зависимости от физической близости органов, которая может функционировать корректно только в случае работающих систем обратной связи. Наиболее значимая система контроля и коммуникации между различными органами и системами – безусловно, эндокринная система, которая может позиционироваться как в своем роде надсистемный комплекс, несущий на себе большую часть обязательств по компенсаторным и адаптивным реакциям.

Само по себе в автономном режиме сердце понятия не имеет, что организм находится в состоянии стресса или опасности, а значит, не знает, что жизненно необходимо увеличить скорость сокращений сердечной мышцы и повысить артериальное давление, чтобы обеспечить органы достаточным уровнем кровотока. Легкие автономно не могут отреагировать на факт, что человек бежит, а значит, экскурсия (движение диафрагмы во время дыхания) диафрагмы должна увеличиться, а скорость насыщения крови кислородом в альвеолах – повыситься. И нервная система «не знает», что происходит в организме и какие процессы надо усилить, чтобы увеличить шансы человека на выживание. Все это достигается путем постоянного сигналинга, преимущественно за счет действия гормонов.

Эндокринная система состоит из ряда желез внутренней секреции, то есть органов, которые синтезируют и выделяют в кровь гормоны. К эндокринной системе относится гипофиз, щитовидная и околощитовидные железы, поджелудочная железа, надпочечники и половые железы, которые специфически взаимосвязаны между собой. Продуцировать гормоны могут и органы, и ткани, не относящиеся к эндокринной системе, такие как жировая ткань, кишечник, желудок и другие, однако их вклад в общую контролирующую функцию несколько меньше.

ГИПОТАЛАМУС

Гипоталамус – одна из важнейших структур центральной нервной системы, выполняющая контролирующую и регулирующую роль. Эта сравнительно небольшая область в промежуточном мозге включает в себя множество групп клеток, объединенных в ядра, которые влияют на нейроэндокринную систему, функционирующую в головном мозге, и постоянство внутренней среды организма, гомеостаз в целом.

Упрощенно можно выделить два крупных направления работы гипоталамуса – контроль ряда функций самого головного мозга и его взаимодействие с гипофизом путем синтеза веществ, стимулирующих гипофиз на дальнейший синтез гормонов – выработка так называемых рилизинг-факторов, или либеринов и, в зависимости от текущей ситуации в организме, тормозящих факторов (статинов), которые уменьшают выработку тропных гормонов гипофизом.

Деятельность гипоталамуса не хаотична, а четко зависима от потребностей организма и направлена на обеспечение выживания. Так, получая напрямую информацию о биохимическом составе крови и ликвора, содержании в них конкретных веществ, температуре и т. д., гипоталамус непосредственно контролирует чувство жажды, голода, поддерживает необходимую температуру и цикличность сна и бодрствования, участвует в формировании полового поведения и многих других поведенческих паттернов, относящихся к высшим корковым функциям (эмоциональное состояние, эмпатия, память).

Кроме того, гипоталамус связан через нервные пути практически со всеми структурами головного мозга, становясь краеугольным камнем взаимодействия нервных и гуморальных механизмов контроля.

ГИПОФИЗ

Питуитарная железа, она же гипофиз, – это центральный регулирующий гуморальный орган, вырабатывающий гормоны, контролирующие рост, метаболизм в целом и репродуктивную функцию. Структурно гипофиз состоит из двух крупных частей, различных по своему происхождению: передняя доля – аденогипофиз, составляющий до 80 % органа, и меньшая часть, задняя доля, – нейрогипофиз. Между ними у человека располагается тонкая прослойка – промежуточная доля.

В аденогипофизе синтезируются так называемые тропные гормоны, непосредственно контролирующие деятельность органов-мишеней. Так, тиреотропный гормон (ТТГ) контролирует биосинтез и секрецию гормонов щитовидной железы, адренокортикотропный гормон (АКТГ) – функцию надпочечников, гонадотропные гормоны (фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны) – деятельность половых желез, соматропный гормон (СТГ) – синтез белка, пролактин – лактацию, формирование ряда поведенческих паттернов, связанных с заботой о потомстве, а также участвует в контроле клеточной дифференцировки и обмена веществ.

В задней доле гипофиза депонируются и секретируются в кровь ряд активных субстанций, важнейшими из которых являются вазопрессин и окситоцин.

В промежуточной доле образуется ряд специфических гормонов, в частности – меланоцитстимулирующие и др.

ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА И ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Щитовидная железа – это один из ключевых эндокринных органов человека, который вырабатывает под контролем гипофиза (под действием тиреотропного гормона) йодсодержащие гормоны, имеющие огромное значение для метаболизма человека, роста, развития и адаптивных процессов.

Основные гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин, которые вырабатываются в специальных клетках щитовидной железы – тироцитах. В других клетках – парафолликулярных, С-клетках, синтезируются другие активные вещества – пептидный гормон, кальцитонин, регулирующие обмен кальция и фосфатов в костной ткани. У пациентов со сниженной функцией щитовидной железы заметно замедляются обменные процессы, заживление и регенерация, происходят неизбежные изменения со стороны иммунной, гормональной и нервной системы.

Следует отметить, что щитовидная железа не функционирует изолированно, ее биохимические процессы тонко встроены во взаимодействии с надпочечниками (ось «щитовидная железа – надпочечники»). В рамках этой системы как патология щитовидной железы может привести к истощению надпочечников, так и дисфункция надпочечников с течением времени неизбежно приводит к патологии щитовидной железы. Основными общими точками воздействия щитовидной железы и надпочечников является регуляция обмена веществ в целом, стабильность когнитивного и психоэмоционального статуса.

НАДПОЧЕЧНИКИ

Надпочечники – это ключевые периферические эндокринные органы, системно регулирующие весь обмен веществ в организме человека, его способности к росту, развитию, а также системной реакции на провоцирующие факторы и адаптацию.

Корковое вещество надпочечника состоит из трех зон – клубочковой (альдостерон, кортикостерон, дезоксикортикостерон), пучковой (кортизол и кортизон) и сетчатой (половые гормоны). Гормоны первой зоны относятся к группе минералкортикоидов, гормонов, которые влияют на водно-солевой обмен и регулируют электролитный баланс. Гормоны пучковой зоны – глюкокортикостероиды – ключевые гормоны адаптации к стрессу и модуляции иммунной системы.

Клетки мозгового вещества надпочечника синтезируют катехоламины – адреналин и норадреналин, а также ряд регуляторных пептидов. Все гормоны надпочечников имеют большое значение для регуляции биологических процессов в организме, однако не менее важно соотношение и правильная регуляция выработки этих гормонов.

Гормоны надпочечников определяют созревание и функционирование всех органов и систем, включая и центральную нервную систему.

ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА

Поджелудочная железа – уникальный орган в организме человека, который обладает и внешнесекреторной, то есть экзокринной, и внутрисекреторной, то есть эндокринной, функциями. Внешняя секреция поджелудочной железы заключается в выработке важнейший пищевых ферментов (амилаза, липаза, протеаза, мальтаза и др.). Синтезированные ферменты выделяются в просвет двенадцатиперстной кишки. Способность экзокринной секреции делает поджелудочную железу одним из ключевых органов желудочно-кишечного тракта, от которого зависит переваривание жирной пищи (липаза поджелудочной вместе с желчью способствуют расщеплению жиров в просвете кишки до жирных кислот; альфа-амилаза расщепляет углеводы, протеаза – пищевой белок).

Однако на этом функциональная активность органа не заканчивается, в его структуре расположены так называемые «панкреатические островки», которые относятся к эндокринным структурам, то есть в них врабатываются и выделяются в кровь гормоны. К гормонам поджелудочной железы относится глюкагон (гормон, повышающий уровень глюкозы в крови), инсулин (основной гипогликемический гормон, способствующий переносу глюкозы из крови внутрь клетки, за счет чего в крови уровень глюкозы снижается), грелин (гормон, стимулирующий аппетит), соматостатин (модулятор работы желез). Основное значение гормонов поджелудочной железы – контроль углеводного обмена за счет выработки глюкагона и инсулина.

ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Половые железы – ключевые парные органы, отвечающие за репродуктивную функцию и несущие в целом эндокринную активность, влияя на обмен веществ в организме человека. Для половых желез характерна смешанная секреция, они одновременно выделяют половые клетки (яйцеклетки или сперматозоиды) и выделяют в кровь гормоны – андрогены и эстрогены. Работа половых желез зависит от контроля тропными гормонами гипофиза, которые, в свою очередь, находятся под контролем гипоталамических факторов.

Основные гонадотропные гормоны гипофиза – фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий гормоны (ЛГ).

Основные половые гормоны, которые определяются и у мужчин, и у женщин, – это тестостерон, эстрадиол и прогестерон. Эти гормоны и их соотношение определяют не только физическое формирование в пубертатном возрасте, половое влечение и поведение, менструальный цикл, тип оволосения, но и оказывают ряд системных эффектов на иммунную систему, соединительную ткань и нервную систему.

КЛЮЧЕВЫЕ ГОРМОНЫ

ОКСИТОЦИН

Окситоцин – это нейропептид, который синтезируется в гипоталамусе и накапливается в задней доле гипофиза. Оказывает ряд жизненно необходимых эффектов в биологическом организме, воздействуя на тонус мускулатуры, работу надпочечников, репродуктивную функцию и нейромедиаторный обмен, за счет которого реализуются важные социальные и поведенческие феномены.

Самое большое количество окситоцина вырабатывается в организме женщины после рождения ребенка, за счет чего формируется та самая крепкая эмпатическая связь новорожденного с матерью, которая по самым, казалось бы, неочевидным признакам начинает определять, что именно нужно ребенку, что его беспокоит. Этот биохимический феномен в природе позволяет детенышу выжить, а в человеческой жизни – сформировать необходимую для развития младенца привязанность матери.

Окситоцин вырабатывается не только у женщин и не только в период новорожденности ребенка, он синтезируется на протяжении всей жизни человека и определяет его психоэмоциональное состояние и так называемую эмпатию – способность считывать и понимать чувства другого человека без слов.

Окситоцин вызывает чувство удовлетворения, спокойствия и снижения тревоги за счет его воздействия на участки мозга, отвечающие за поведенческие реакции стресса. Кроме этого, окситоцин выступает в роли антагониста гормонов стресса, вырабатываемых надпочечниками.

Синтез собственного окситоцина стимулируется по-разному, но самые простые способы – тактильный контакт, крепкие объятия, а также раздражение эрогенных зон, в особенности сосков.

КОРТИКОТРОПИН

Адренокортикотропный гормон – один из ключевых для обмена веществ гормон, синтезируемый в гипофизе из белка – предшественника проопиомеланокортина, из которого также синтезируется бета-эндорфин, меланоцитстимулирующий гормон и липотропин. Синтез кортикотропина подчиняется ритму выделения кортиколиберина, рилизинг-фактора гипоталамуса. Максимальная секреция кортиколиберина, а соответственно, кортикотропина и гормонов надпочечников приходится на период с пяти до семи утра, а минимальная – на период с шести до одиннадцати часов вечера.

Начиная с трех утра секреция рилизинг-фактора начинает возрастать, постепенно подготавливая организм человека к пробуждению, вечерний же спад кортиколиберина и кортикотропина позволяют гормональному статусу сбалансироваться и уйти в глубокий сон.

СОМАТОТРОПИН

Соматотропин – соматотропный гормон – один из гормонов передней доли гипофиза, который нередко называют «гормоном роста» за его действие на развитие трубчатых костей и рост человека. Однако это действие далеко не единственное и не самое значимое. Соматотропный гормон значительно ускоряет процессы всего пластического обмена (анаболизм) и оказывает мощное антикатаболическое действие (останавливая процессы распада).

Соматропин значительно воздействует на все составляющие обмена веществ, усиливая синтез белка, увеличивая концентрацию глюкозы в крови и усиливая катаболизм жиров. СТГ оказывает значительное воздействие на иммунную систему, стимулируя ее функции.

ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩИЙ (ЛГ) И ФОЛЛИКУЛОСТИМУЛИРУЮЩИЙ (ФСГ)ГОРМОНЫ

Лютеинизирующий и фолликулостимулирующий (гонадотропный) гормоны – это пептидные молекулы, синтезируемые в передней доле гипофиза под воздействием рилизинг-фактора гипоталамуса.

У женщин фолликулостимулирующий гормон определяет подготовку и рост фолликула в яичнике, готовя его к воздействию лютеинизирующего гормона. У мужчин фолликулостимулирующий гормон влияет на развитие семенных канальцев, усиливает секрецию тестостерона и индуцирует образование, а затем созревание спермы. После полового созревания концентрация фолликулостимулирующего гормона у мужчин остается постоянной, в то время как в женском организме до самой менопаузы будет сохраняться цикличность выработки ФСГ и ЛГ.

Лютеинизирующий гормон жизненно важен для нормальной работы репродуктивной системы, стимулируя в женском организме секрецию эстрогенов и на пике своем – овуляцию, а в мужском организме напрямую стимулируя секрецию тестостерона интерстициальными клетками Лейдига в семенниках. Чем выше ЛГ в крови у мужчины, тем интенсивнее происходит продукция тестостерона.

ПРЕГНЕНОЛОН

Одним из ключевых нейростероидов является прегненолон, предшественник стероидных гормонов, который синтезируется в различных стероидогенных тканях и органах, особенно в надпочечниках и центральной нервной системе.

Он оказывает противовоспалительное действие, поддерживая иммунный гомеостаз при различных воспалительных состояниях. Доказано, что прегненолон и его метаболические производные оказывают благотворное воздействие на мозг, включая улучшение памяти и обучения, коррекцию депрессивных расстройств и модуляцию когнитивных функций. В ряде исследований наблюдалось снижение уровня прегненолона при нейровоспалительных заболеваниях, что подчеркивает его роль в нейропротекции и нейрорегенерации. Прегненолон и его метаболиты играют нейропротекторную роль при различных нейровоспалительных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера (БА) и рассеянный склероз (РС), а также нервно-психические расстройства, такие как шизофрения, депрессия и аутизм.

ПРОГЕСТЕРОН

Прогестерон – стероидный гормон, вырабатываемый половыми железами, надпочечниками, мозгом и плацентой во время беременности. Прогестерон является важнейшим регулятором нормальной репродуктивной функции человека, а также для него характерны нерепродуктивные функции, касающиеся костной, центральной нервной и иммунной систем. Прогестерон также влияет на обмен воды и электролитов, липидов, углеводов, белков.

Во время беременности прогестерон участвует в процессах овуляции и имплантации, преобразовании эндометрия в децидуальную ткань, торможении сократимости матки, подавлении иммунной системы матери, росте и развитии молочных желез, развитии тканей зародыша.

ТЕСТОСТЕРОН

Тестостерон – стероидный гормон, относящийся к андрогенам, синтезируется в половых железах и коре надпочечников. Хотя тестостерон является мужским половым гормоном, он является наиболее важным андрогеном у женщин.

У взрослых людей тестостерон синтезируется и в половых железах, и в надпочечниках. У детей и подростков значение тестостерона колоссально, однако источник только один – надпочечники.

Безусловно, основной функцией тестостерона является регулирование половой дифференцировки, созревание и функционирование репродуктивной функции мужчин. Тестостерон регулирует половое поведение и сексуальное влечение, определяя гендерную идентификацию.

Не менее значимо и системное действие тестостерона – его воздействие на метаболизм. Тестостерон обладает мощным анаболическим эффектом – способствует образованию белка и увеличению мышечной и костной массы. Также тестостерон можно назвать одним из самых сильных стимуляторов образования коллагена – основной структуры соединительной ткани. В условиях дефицита коллагенообразования начинают превалировать процессы распада, что приводит к диспластическим и дегенеративным изменениям в соединительнотканных структурах.

Немаловажно также влияние тестостерона и на углеводный обмен. Тестостерон не просто влияет на уровень глюкозы в крови, а принципиально определяет ключевые механизмы внутриклеточного сигналинга в бета-клетках поджелудочной железы, которыми синтезируется инсулин.

Тестостерон влияет на развитие центральной нервной системы и имеет решающее значение для половой дифференциации структуры и функций мозга, вызывая маскулинизацию и дефеминизацию сексуального поведения, изменяет морфологию и функцию ЦНС.

Нейропротекторные свойства тестостерона значительно связывают гормональный статус в целом, поведенческие и когнитивные свойства человека. Старение и хронические заболевания во многом за счет нарушения синтеза и выработки половых гормонов приводят к нарушениям работы нервной системы. Тестостерон – один из ключевых нейростероидов, определяющих формирование поведенческих паттернов, в особенности в формировании мотивационного профиля и волевого потенциала, а также самопрезентации человека в социуме.

ДГЭА

Дегидроэпиандростерон (ДГЭА) – стероидный гормон, синтезирующийся в сетчатой зоне коры надпочечников из холестерина или de novo из ацетата в ответ на стимуляцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси.

Кроме важной роли в качестве автономного источника образования половых стероидов, ДГЭА является самостоятельным полифункциональным гормоном, воздействующим на функции головного мозга, иммунной системы и участвующим в регуляции метаболизма.

КОРТИЗОЛ

Кортизол – основной глюкокортикоидный гормон стероидной природы, синтезируемый в пучковой зоне коры надпочечников из холестерина под контролем адренокортикотропного гормона (АКТГ) и обладающий плейотропным действием. Секреция кортизола усиливается при действии на организм стрессовых стимулов различной природы.

Кортизол участвует во всех видах обмена. Действие на углеводный обмен характеризуется стимулированием глюконеогенеза и гликогеногеназа, также кортизол снижает потребление глюкозы периферическими тканями. На жировой обмен кортизол влияет, стимулируя липолиз и усиливая окисление жирных кислот в клетках. Таким образом, кортизол сдвигает метаболические процессы от утилизации глюкозы к утилизации жирных кислот. Кортизол имеет катаболический эффект на белковый обмен.

Кортизол играет важную роль в регуляции функций иммунной системы, влияя на количественные и морфофункциональные показатели. Кортизол оказывает преимущественно иммунодепрессивное и противовоспалительное действие и способен супрессировать практически все основные звенья иммунного ответа. Кортизол регулирует созревание, выживание, миграцию и подвижность дендритных клеток, а также ингибирует их иммуногенные функции.