ГЛАВА 320. НАЧАЛА ЭНДОКРИНОЛОГИИ

Джин Д. Вилсон (Jean D. Wilson)

Функциональные свойства клеток определяются генетическими факторами, но скорость метаболических реакций в клетке регулируется в основном двумя взаимосвязанными и взаимодействующими системами —эндокринной и нервной. Вначале эти две системы рас­сматривали как отдельные, в зависимости от способа передачи информации — с помощью нервных импульсов или химических передатчиков, поступающих в кровь. В настоящее время стало ясно, что такое представление недостаточно полно. Дело не только в том, что нейромедиаторы, например норадреналин, могут циркулировать в крови как гормоны, но и в том, что нервные импульсы оказывают мощное влияние на секрецию химических пос­редников, таких как тестостерон и инсулин. Это тесное взаимодействие особенно очевидно в гипоталамусе, который является высшим интегративным центром обеих систем. Следо­вательно, интеграцию и координацию метаболических процессов в организме осуществляет единая нейроэндокринная система. Эндокринология занимается в основном химическими медиаторами в этой системе, но правильное понимание роли гормонов требует знания как автономной нервной системы (см. гл. 66), так и протекающих в клетке метаболических процессов.

В понятии эндокринология имеется и некоторая неопределенность. Термином «гормои» исходно обозначали вещества, секретирующиеся в кровь и действующие на ткани как химические эффекторы. Однако продуцировать такие химические медиаторы могут не только так называемые эндокринные органы. Например, такие гормоны, как ангиотензи­ны II и III, образуются в самой крови, а тестостерон у женщин и дигидротестостерон и эстрадиол у мужчин частично секретируются, а частично образуются в периферических тканях из циркулирующих в крови предшественников (так называемых прогормонов). Отдельные химические медиаторы циркулируют лишь в ограниченных пространствах внек­леточной жидкости (например, в гипоталамо-гипофизарной портальной системе) и не по­падают в существенных количествах в системный кровоток. Наконец, такие гормоны, как инсулин, дигидротестостерон и тиреотропин-рилизинг гормон (ТРГ), обладают паракрин­ными эффектами в тех же тканях, в которых они образуются, а в отдаленных местах оказы­вают иное действие. Поэтому при решении вопроса, является ли данный эффектор гормо­ном, необходимо учитывать как его действие, так и происхождение.

Биохимия. Синтез. В настоящее время у млекопитающих известно более 60 гормо­нов. Они делятся на три группы — пептиды или производные пептидов, стероиды и амины и синтезируются одним из двух путей. Если происходит синтез пептидных гормонов, гены кодируют информационную РНК, которая затем транслируется в белковые предшествен­ники. Эти белки подвергаются посттрансляционному расщеплению (препропаратиреоидный гормон  пропаратиреоидный гормон  паратиреоидный гормон и проинсулин инсулин) и/или процессингу (тиреоглобулин  тироксин  трийодтиронин), в результате чего образуется активный гормон, распознаваемый тканью-мишенью. В синтезе пептид­ных гормонов характерно то, что аминокислотную последовательность пептидов кодиру­ют одни гены, а за превращение пептида в его конечную форму ответственны другие. В пептидных гормонах, состоящих из субъединиц, разные субъединицы могут происходить либо из одного (инсулин), либо из разных предшественников [лютеинизирующий гормон (ЛГ)]. Больше того, один и тот же пептидный гормон (соматостатин) может образовывать­ся из разных прогормонов, кодируемых разными генами, а отдельные прогормоны, такие как проопиомеланокортин, могут метаболизироваться разными клетками в разные гор­моны в зависимости от набора ферментов процессинга, присутствующего в данной клетке (см. гл. 69). Пептидные гормоны могут образовываться также эктопически при злокачественном перерождении неэндокринных органов, например, в раковой ткани легких (см. гл. 303).

При синтезе стероидных гормонов конечные продукты образуются в результате фер­ментативных превращений основного предшественника — холестерина (для большинства стероидных гормонов) или 7-дегидрохолестерина (для метаболитов витамина D). В пре­вращении холестерина в эстрадиол участвуют не менее шести ферментов (или ферментных комплексов) и, следовательно, не менее шести разных генов. Из-за множественности необ­ходимых ферментов синтез стероидов из холестерина раковыми клетками неэндокринных тканей маловероятен. Многие тканн, однако, неспособные образовывать стероидные гор­моны из холестерина de novo, содержат ферменты, превращающие циркулирующие в кро­ви стероиды в другие гормоны,как это происходит, например, при превращении андрогенов в эстрогены в опухолях трофобласта или прогестерона в дезоксикортикостерон в поч­ках.

Гормоны, относящиеся к группе аминов, синтезируются в процессе реакций, анало­гичных таковым при синтезе стероидных гормонов, за тем исключением, что предшествен­никам в данном случае служат аминокислоты. Например, предшественником адреналина и норадреналина является тирозин (см. гл. 66).

Запасание. Большинство тканей, синтезирующих гормоны, не обладает способ­ностью запасать готовый продукт в достаточном количестве. Например, в тестикулах взрос­лого человека содержится лишь около 1/6 распадающегося в сутки количества тестостеро­на, и поэтому для обеспечения нормальной суточной секреции этого гормона его тестику­лярный пул должен обновляться несколько раз в сутки. Даже в тех клетках, в которых име­ются специальные органеллы для накопления гормона, запасаемое количество его обычно невелико: инсулиновые гранулы в панкреатических бета-клетках содержат такое количес­тво инсулина, которого хватает лишь на короткое время, тогда как нервные окончания имеют запас норадреналина на несколько дней. Ограниченная способность некоторых тка­ней накапливать гормоны обусловлена тем, что последние не могут химически включать­ся ни в одну из трех основных форм запасаемых веществ (липиды, гликоген или белок). Например, большинство стероидных гормонов слишком полярны, чтобы в значительных количествах откладываться в липидах, а пептидные гормоны и амины не входят в состав белков. Поэтому содержание большинства гормонов в организме обычно невелико. Ис­ключением являются те случаи, когда в белках или нейтральных липидах гормоны запаса­ются в виде предшественников: щитовидная железа содержит белок тиреоглобулин в коли­честве, достаточном для 2-недельной нормальной секреции тиреоидных гормонов, а пред­шественник и промежуточные формы витамина D могут в значительных количествах кумулироваться в липидах печени.