Інформаційні потоки БАВ
Для того щоб виконати свою інформаційну роль, БАВ має бути доставлено від місця свого синтезу до місця своєї дії. У випадку з медіаторами і ферментами ці місця зазвичай розділені проміжками в кілька мікрон, тоді як гормо-ни повинні долати часом значні відстані, іног-да вимірювані метрами (особливо у великих тварин), перш ніж вони виявляться в зоні своєї дії. У більшості випадків протоки залоз, що синтезують гормони, а саме гормони і складають більшу частину інформаційних БАВ дистантного дей-наслідком, відкриваються в кров'яне русло. З потоком крові молекули гормонів розносяться по всьому тілу, але дія надають лише на ті клітини, які для цього призначені.
Гормони гіпофіза в більшості випадків є тропними і їх дія спрямована на тканину інших залоз внутрішньої сек-Реции. Гормони щитовидної залози, наднирників та інших же-лез доставляються з током крові до тих органів, на які вони повинні надати свою дію.
Існує ще один клас БАВ, що виробляються нежелезі-простими клітинами більшості органів. Іноді їх називають ткане-вимі гормонами, хоча на відміну від справжніх гормонів вони виділяються не в кров'яне русло, а в міжклітинну рідину. Ці БАВ передають сусіднім клітинам і тканинам інформацію про стан тих клітин, де вони синтезовані. Такий взаємний обмін інформацією між клітинами і тканинами дозволяє їм погоджувати метаболічну активність і підтримувати Гомі-патической єдність організму.
^ Співвідношення міжклітинних і внутрішньоклітинних інформаційних потоків
Міжклітинні, в тому числі межорганную взаємодії здійснюються шляхом впливу виробляються одними клітинами БАР на мембрани або на генетичний апарат інших клітин. При цьому змінюється стан клітини-реципієнта - і це є пусковим механізмом для включення цілого ланцюга внутрішньоклітинних метаболічних перетворень. У відповідь на та вплив всередині клітини виробляються власні інформаційні молекули, які гальмують або прискорюють певні цикли біохімічних реакцій, іноді - безпосередньо, іноді - впливаючи на клітинне ядро, яке управляє синтезом ферментів і регулює активність генів. Мабуть, внутрішньоклітинні інформаційні системи еволюційно найбільш древні. З цим пов'язана їх порівняно низька спеці-фічность і вибірковість. Дослідження внутрішньоклітинних ін-формаційних систем - дуже молодий напрям біохімії-чеських і біофізичних досліджень, але вже отримані ре-зультати свідчить про тонку організації внутрішньоклітинного інформаційного простору. Зокрема, показано, що бла-цію активності внутрішньоклітинних інформаційних БАВ кліть-ка, отримавши інформацію про несприятливі зміни зовн-ній середовища (наприклад, про різку зміну тиску або кон-центрації солей у навколишньому середовищі і т.п.), стає на деякий час нечутливою до подальших впливам із-зовні - так, в повній відповідності з принципом Ле-Шательє, здійснюється її захисна реакція, що забезпечує можли-ність пережити несприятливу ситуацію в очікуванні прийдешніх змін на краще. Якщо ж ситуація в навколишньому клітку середовищі не виходить за рамки звичайної, то внутрішньоклітинні регуляторної-тори забезпечують тонку підстроювання метаболізму в відпо-відно до тими новими вимогами, які пред'являє поза-шняя середу.
^
Способи впливу БАР на клітини і тканини організму
Різні БАВ по-різному впливають на клітини і тканини організму, причому це багато в чому залежить від хімічної приро-ди їх молекул. Гормони з групи тиреоїдит, наприклад, легко проникають через клітинну мембрану і направляються безпосереднім-ного в клітинне ядро, де включаються в регуляцію активно-сті генів. Стероїдні гормони також проникають всередину клітини, але не самостійно, а завдяки взаємодії з мембран-ними рецепторами, які дозволяють цим жироподібним ве-вин проникнути через ліпопротеїнових шари клітинної мем-Брани. Катехоламіни всередину клітини не проникають, а хімічно зв'язуються з мембранними рецепторами, і механізм їх дії обумовлений складними процесами, розглянутими вище при описі впливу адреналіну на клітини печінки. Багато гормонів є дуже великі пептидні і білкові молекули, які не можуть проникнути всередину клітини. Вони прикріплюються до клітинних мембран, змінюючи їх проникність і інші властивості, і таким чином впливають на внутрішньоклітинний метаболізм.
Вітаміни в більшості випадків являють собою молекули невеликого розміру, які успішно проникають через клітинну оболонку і безпосередньо вбудовуються у внутрішньоклітинні біохімічні процеси. Ферменти, що циркулюють в крові або виділяються в міжклітинну рідину, як правило, там і роблять свій каталітична дія - вони, як і мно-Гії інші гормони, не здатні проникати всередину клітин. Вооб-ще клітинна мембрана володіє виборчої проникністю, вхід для великих молекул всередину клітини утруднений або зовсім виключений. Тому БАВ, що мають великі молекулярні раз-заходи, прикріплюються до зовнішньої поверхні мембран і тим са-мим впливають на клітину. Інші БАВ, молекули яких здатні проникати в клітку, можуть брати участь в біохімічних процесах, що йдуть всередині клітини, і безпосереднім-ного впливати на швидкість їх протікання або напрямок, на-приклад, за рахунок активації побічних циклів реакцій або за рахунок зміни активності тих чи інших ділянок геному.
^
Доля молекул БАР в організмі
Оскільки все БАВ - органічні молекули, кожна з них має певний термін життя, після якого вона повинна бути утилізована. Мова не йде про те, що хтось в організмі спеціально відстежує вік кожної молекули і віддає рас-поряжение: все, термін вийшов - під ніж! Зрозуміло, це про-процес стохастичний (випадковий) і статистичний (ймовірно-стни). Однак в підсумку виходить, що всі великі інформа-ційних макромолекули існують від декількох хвилин до декількох годин, молекули проміжного розміру можуть со-яке береже свою цілісність протягом доби, а дрібні молекули зберігаються іноді декілька діб. Це справедливо не тільки Для молекул БАР, така доля всіх молекул, з яких со-стоїть жива речовина: наш організм постійно оновлюється, в ньому безперервно йдуть процеси синтезу (анаболізму) одних молекул та розпаду (катаболізму) інших. Безперервно оновлено-ються також і всі без винятку клітини нашого організму. До недавнього часу вважалося, що нервові клітини не відновлюються, що не регенерують і не оновлюються. В останні роки отримані переконливі докази того, що це зовсім не так, навіть нервові клітини постійно оновлюються, не кажучи про всі інші.
Поняття про клітини (органах) мішеней
Гормональна регуляція фізіологічних процесів була б неможливою, якби вироблені ендокринними залозами гормони однаково впливали на всі тканини, з якими стикається містить їх кров. Тому в ході мільйонів років еволюції виробилися спеціальні пристосування, забезпе-чувати «прицільність» попадання гормонів саме на ті клітини, стан яких вони покликані регулювати. Ці кліть-ки і складаються з них органи називають «мішенями», оскільки саме на їх поверхні повинні прикріплятися молекули гір-монов. Для цього на мембранах клітин-мішеней формуються спеціальні активні місця (рецептори), механічно та хі-но пристосовані до того, щоб міцно з'єднатися з мо-лекул гормону і утримувати її до тих пір, поки в цьому буде потреба. Якщо такі рецептори не сформовані, то гормон не може прикріпитися до мембрани і ніякого дії на Метабо-лізм клітини надати не в змозі. Таким чином, гормональ-ва регуляція функцій вимагає активної участі в цьому процес-се з обох сторін. Заліза і повинна виробляти необхідну кількість молекул гормону, а тканина повинна підготуватися до того, щоб ці молекули прийняти. Формування рецепторів для при-кріплення гормонів відбувається під управлінням генетичного апарату клітини. Сам по собі цей апарат також може змінювати свою роботу під впливом інших гормонів. В результаті виходить, що гуморальна регуляція функцій - це складний процес, в організацію якого включені самі розмаїтості-ні хімічні, механічні, генетичні і молекулярні механізми.
активність продукції гормонів і чутливість до них органів-мішеней
Швидкість утворення гормонів залежить від впливу інших залоз внутрішньої секреції і нервових центрів, які керують відповідної залозою. Крім того, у міру вікового розвитку ско-кість секреції багатьох гормонів може змінюватися відповідно до розгортанням генетичної програми. Наприклад, гормон росту виробляється гіпофізом в різних кількостях на різних етапах онтогенезу. Найбільша кількість гормону росту наблю-дається у дітей в період інтенсивного росту кісток.
Слід зазначити, що одні гормони є як би страті-ня, т. Е. Їх продукція змінюється досить плавно і по-боргу (багато годин або навіть дні) залишається на одному рівні. Та-кі гормони визначають рівень метаболічних процесів в дол-говременном плані. До таких гормонів відносяться згаданий гормон росту, а також тироксин (гормон щитовидної залози, що впливає на інтенсивність енергетичного обміну), паратгормон (гормон паращитовидних залоз, від якого залежить утілі-зація кальцію кістковою тканиною), статеві гормони і багато дру-Гії. Але є й інший тип гормонів - їх можна назвати адаптуюся-ними, або гормонами швидкого реагування. Їх викид в кров відбувається внаслідок різкої зміни ситуації, протягом декількох хвилин або навіть секунд. Прикладом такого гормону може служити адреналін - гормон мозкової речовини напис-чечніков (це ж речовина є медіатором проведення нерв-ного імпульсу). Адреналін широко поширений в симпатичний-ських нервових волокнах. Він різко активує роботу серця, нку-ня, інтенсивність енергетичного обміну, а також судинно-рухові реакції.
Недолік або надлишок багатьох гормонів призводить до виник-новению ряду вельми важких і трудноподдающихся лікуванню захворювань.
Поряд зі зміною швидкості продукції того чи іншого гір-мона, в організмі може змінюватися і здатність тієї чи іншої тканини до взаємодії з даними гормоном, тобто чутливість органів-мішеней. Чим більша кількість активних місць для прикріплення молекул гормону утворюється на мембранах клітин-мішеней, тим вище чутливість даної тканини до цього гормону. Відомі випадки, коли рівень гормону в крові може бьггь і вельми високим, однак через зниженою чутливості до нього тканин органів-мішеней реальне фізіологічна дія гормону майже не проявляється. Так, у дітей 1-го року життя досить високий рівень статевих гормонів, але клітини їх статевих залоз ще не пристосовані до взаємодії з молекулами гормонів, тому процес статевого дозрівання в цьому віці не відбувається.