Глава вторая Гормоны-строители и гормоны-тормоза

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]. 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], 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.

О лактации мы еще поговорим отдельно, но в целом пример подходящий. Наш организм не производит ничего лишнего, ненужного. Зачем попусту тратить энергию и материалы на производство того, что нельзя использовать?

Дело в том, что у соматотропина не одна, а много профессий. Гормоном роста его назвали за способность стимулировать рост, но этим действие соматотропина на организм не исчерпывается.

Соматотропин стимулирует образование белков (анаболическое действие) и тормозит их распад (антикатаболическое действие)[4].

Соматотропин стимулирует расщепление (сгорание) жиров в организме.

А теперь скажите, пожалуйста, кому будет очень нужно вещество, стимулирующее образование белков и сгорание жиров?

Если затрудняетесь ответить, то вот вам тот же вопрос в более простом виде – что происходит в результате стимуляции образования белков и сгорания жиров?

Белков в организме становится больше, а жировые запасы уменьшаются, верно?

А в каком виде будут накапливаться в организме белки? Ведь организм не может запасать их впрок, подобно тому, как запасает жир. Жиры – это единственная доступная нашему организму форма запаса неиспользованной энергии.

В мышцах они будут накапливаться! Точнее, не накапливаться, а использоваться для увеличения размера мышечных волокон. Обратите внимание на слова «увеличение волокон». При регулярных тренировках мышцы увеличиваются в объеме и массе за счет увеличения объема и массы составляющих их волокон, а не за счет образования новых волокон! Сколько мышечных волокон сформировалось в процессе внутриутробного (эмбрионального) развития, столько на всю жизнь и останется.

Мышцы растут, жировые запасы уменьшаются… Это же мечта любого человека, желающего иметь стройное «накачанное» тело! Культуристам регулярное употребление соматотропина помогает набирать за месяц не менее 2 кг мышечной массы.

Три необходимых уточнения.

Первое – интенсивное наращивание мышечной массы происходит при регулярных тренировках на фоне приема соматотропина.

Второе – то, что было сейчас сказано, ни в коем случае не является рекомендацией по приему соматотропина с целью интенсивного наращивания мышечной массы и уменьшения жировых отложений.

ЛЮБОЙ ЛЕКАРСТВЕННЫЙ ПРЕПАРАТ В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ ДЛЯ ЛЮБЫХ ЦЕЛЕЙ ПРИНИМАЕТСЯ ТОЛЬКО ПО НАЗНАЧЕНИЮ ИЛИ ОДОБРЕНИЮ ВРАЧА! Напишите эту фразу на листе бумаги, повесьте на видном месте и читайте ее всякий раз, когда вам захочется принять какой-либо лекарственный препарат без консультации с врачом.

Третье – еще в 1989 году соматотропин был причислен Международным олимпийским комитетом к разряду допингов. В наше время использование соматотропина спортсменами запрещено практически во всем мире.

Стимуляция роста мышечных волокон – логически обусловленная, если можно так выразиться, функция соматотропина. Ведь мышцы должны поспевать за растущим скелетом, расти примерно с той же скоростью, что и кости. Также соматотропин стимулирует рост внутренних органов.

А еще соматотропин вызывает выраженное повышение уровня содержания глюкозы в крови. Это делается посредством угнетения усвоения глюкозы в жировой ткани, в мышцах и в печени. То есть соматотропин способствует поддержанию содержания глюкозы в крови на определенном уровне, обеспечивает постоянство, участвует в процессе саморегуляции или гомеостаза[5].

Таким образом, соматотропин не только «строитель», который увеличивает рост организма, но и «инженер», регулирующий процессы обмена веществ или, если выражаться по-научному – метаболизма. «Инженерная» функция соматотропина также выражается в стимуляции поглощения кальция костной тканью[6]. Кальций придает костям прочность, таким образом соматотропин делает кости крепче. А за участие в процессах гомеостаза (поддержание нормального уровня содержания глюкозы в крови) соматотропин можно отнести к «гормонам-консерваторам», сторонникам незыблемости исконных устоев.

Но это еще не все. У нашего «многогранного», точнее – «многоталантливого», соматотропина есть еще одна профессия, уже не как у гормона, а как у белка. С химической точки зрения соматотропин представляет собой белок, поскольку состоит из остатков разных аминокислот[7]. В качестве посредника, способного изменять проницаемость клеточных мембран для определенных ионов, соматотропин участвует в регуляции деятельности центральной нервной системы. Молекулы соматотропина взаимодействуют с определенными рецепторами клеточной мембраны и в результате открывается канал для проникновения в нервную клетку определенных ионов. Так что наш соматотропин еще и проводник.

В 1990 году соматотропин вдруг прославился, когда группа американских ученых опубликовала в журнале «The New England Journal of Medicine» статью о результатах наблюдения за дюжиной пациентов пожилого возраста, которым в течение полугода гормон вводился в кровь. В статье высказывалось предположение (предположение, не более того!) о том, что соматотропин способен замедлять старение и улучшать физическое состояние у лиц пожилого возраста. Предположение было подхвачено охочими до сенсаций журналистами и преподнесено общественности как уже доказанный факт. Газетные заголовки кричали о том, что наконец-то найдено омолаживающее средство. Те, кто клюнул на эту удочку, впоследствии испытали разочарование, потому что предположение не подтвердилось. На сегодняшний день единственным омолаживающим средством, эффективность которого подтверждается целым рядом фольклорных источников, остаются молодильные яблочки.

Выработка соматотропина начинается после седьмой недели внутриутробного (эмбрионального) развития, достигает пика к шестимесячному возрасту, а затем несколько понижается. Если уровень содержания соматотропина в крови шестимесячного эмбриона примерно в 100 раз превышает материнский показатель, то к моменту рождения эта разница сокращается примерно до 40. Казалось бы, что при столь высоком уровне содержания соматотропина эмбрион должен расти мегасупербыстро, но на деле этого не происходит. Причина в том, что соматотропин оказывает весьма незначительное влияние на рост эмбриона. В крови его содержится много, а вот рецепторы, способные с ним взаимодействовать, пока еще находятся в незрелой форме. Гормону же обязательно нужен рецептор, с которым он может взаимодействовать. Гормон без рецептора – это не гормон, а просто химическое вещество, содержащееся в крови.

В эмбриональном периоде и в течение первого года жизни большое значение для роста имеет гормон щитовидной железы (или тиреоидный гормон) трийодтиронин. Вот вам еще один «гормон-строитель». Интересный нюанс – трийодтиронин способен ускорять рост только в присутствии соматотропина. Если уровень содержания соматотропина по каким-то причинам понижается, то трийодтиронин словно бы оказывается «не при делах».

Начиная со второго года жизни соматотропин становится основным гормоном роста, главным «гормоном-строителем». Но время от времени на помощь ему приходят другие гормоны. Так, например, скачок роста в период от 5 до 7 лет обусловлен дополнительным влиянием вырабатываемых в надпочечниках половых гормонов, уровень которых в этот период значительно повышается. В пубертатном периоде скорость роста снова возрастает под влиянием половых гормонов, которые увеличивают выработку соматотропина приблизительно в 3 раза. Таким образом, половые гормоны – эстрогены и андрогены – можно также считать «гормонами-строителями». Эстрогены стимулируют выработку соматотропина «напрямую», посредством воздействия на гипофиз, а андрогены опосредованно. Вникать в эту тему более глубоко нет необходимости. Лучше поговорим о том, как гипоталамус, Верховный Главнокомандующий эндокринной системы, может влиять на выработку соматотропина в гипофизе.

А влияет он через соматолиберин, гормон, который стимулирует выработку не только соматотропина, но и другого гормона – пролактина. Соматолиберин относится к либеринам («освободителям») или рилизинг-гормонам, которые стимулируют выработку гормонов в гипофизе. У соматолиберина есть антагонист – гормон соматостатин, также вырабатываемый гипоталамусом. Соматостатин угнетает («тормозит») выработку гормона роста в гипофизе и потому он в нашей неофициальной, но довольно удобной классификации относится к «гормонам-тормозам». Но также, вместе с соматолиберином, и к «гормонам-директорам», то есть к таким гормонам, которые регулируют выработку других гормонов.

Мы будем упоминать о «гормонах-директорах» по ходу нашего разговора, а предпоследнюю главу посвятим им целиком. Не подхалимства ради (директора же!), а потому что они этого заслуживают.

Резюме

Рост нашего организма регулирует (стимулирует) гормон соматотропин, который вырабатывается гипофизом. Наиболее интенсивно выработка соматотропина происходит в период роста организма, затем она снижается, но не прекращается совсем.

Помимо стимуляции роста, соматотропин выполняет следующие функции:

– стимулирует образование белков (анаболическое действие) и тормозит их распад (антикатаболическое действие);

– стимулирует расщепление (сгорание) жиров;

– угнетает усвоение глюкозы в жировой ткани, в мышцах и в печени, способствуя тем самым поддержанию содержания глюкозы в крови на определенном уровне;

– стимулирует поглощение кальция костной тканью;

– уже не в качестве гормона, а в качестве белка, способного изменять проницаемость клеточных мембран для определенных ионов, соматотропин участвует в регуляции деятельности центральной нервной системы.

Избыточная выработка соматотропина в период роста приводит к гигантизму, а во взрослом возрасте – к акромегалии. При недостатке соматотропина в период роста развивается карликовость (нанизм).

Деятельностью гипофиза управляет гипоталамус. Гормон гипоталамуса соматолиберин стимулирует выработку соматотропина, а гормон соматостатин – угнетает.

В эмбриональном периоде и в течение первого года жизни большое значение для роста имеет гормон щитовидной железы трийодтиронин, который способен ускорять рост только в присутствии соматотропина. Если уровень содержания соматотропина по каким-то причинам понижается, то трийодтиронин словно бы оказывается «не при делах». Начиная со второго года жизни соматотропин становится основным гормоном роста, но время от времени на помощь ему приходят другие гормоны – половые (эстрогены и андрогены).