Гормональная регуляция физиологических процессов была бы невозможной, если бы выработанные эндокринными железами гормоны одинаково воздействовали на все ткани, с которыми соприкасается содержащая их кровь. Поэтому в ходе миллионов лет эволюции выработались специальные приспособления, обеспечивающие «прицельность» попадания гормонов именно на те клетки, состояние которых они призваны регулировать. Эти клетки и состоящие из них органы называют «мишенями», поскольку именно на их поверхности должны прикрепляться молекулы гормонов. Для этого на мембранах клеток-мишеней формируются специальные активные места (рецепторы), механически и химически приспособленные к тому, чтобы прочно соединиться с молекулой гормона и удерживать ее до тех пор, пока в этом будет нужда. Если такие рецепторы не сформированы, то гормон не может прикрепиться к мембране и никакого действия на метаболизм клетки оказать не в состоянии. Таким образом, гормональная регуляция функций требует активного участия в этом процессе с обеих сторон железа и должна вырабатывать необходимое количество молекул гормона, а ткань должна подготовиться к тому, чтобы эти молекулы принять. Формирование рецепторов для прикрепления гормонов происходит под управлением генетического аппарата клетки. Сам по себе этот аппарат также может менять свою работу под влиянием других гормонов. В результате получается, что гуморальная регуляция функций — это сложнейший процесс, в организацию которого включены самые разнообразные химические, механические, генетические и молекулярные механизмы.
Активность продукции гормонов и чувствительность к ним органов-мишеней
Скорость образования гормонов зависит от влияния других желез внутренней секреции и нервных центров, управляющих соответствующей железой. Кроме того, по мере возрастного развития скорость секреции многих гормонов может меняться в соответствии с разворачиванием генетической программы. Например, гормон роста вырабатывается гипофизом в разных количествах на разных этапах онтогенеза. Наибольшее количество гормона роста наблюдается у детей в период интенсивного роста костей.
Следует отметить, что одни гормоны являются как бы стратегическими, т. е. их продукция меняется достаточно плавно и подолгу (многие часы или даже дни) остается на одном уровне. Такие гормоны определяют уровень метаболических процессов в долговременном плане. К таким гормонам относятся упомянутый гормон роста, а также тироксин (гормон щитовидной железы, влияющий на интенсивность энергетического обмена), паратгормон (гормон паращитовидных желез, от которого зависит утилизация кальция костной тканью), половые гормоны и многие другие. Но есть и другой тип гормонов — их можно назвать адаптивными, или гормонами быстрого реагирования. Их выброс в кровь происходит вследствие резкого изменения ситуации, в течение нескольких минут или даже секунд. Примером такого гормона может служить адреналин — гормон мозгового вещества надпочечников (это же вещество является медиатором проведения нервного импульса). Адреналин широко распространен в симпатических нервных волокнах. Он резко активирует работу сердца, дыхания, интенсивность энергетического обмена, а также сосудодвигательные реакции.
Недостаток или избыток многих гормонов приводит к возникновению ряда весьма тяжелых и трудно поддающихся лечению заболеваний.
Наряду с изменением скорости продукции того или иного гормона, в организме может меняться и способность той или иной ткани к взаимодействию с данным гормоном, т.е. чувствительность органов-мишеней. Чем большее количество активных мест для прикрепления молекул гормона образуется на мембранах клеток-мишеней, тем выше чувствительность данной ткани к этому гормону. Известны случаи, когда уровень гормона в крови может быть и весьма высоким, однако из-за сниженной чувствительности к нему тканей органов-мишеней реальное физиологическое действие гормона почти не проявляется. Так, у детей 1-го года жизни довольно высок уровень половых гормонов, но клетки их половых желез еще не приспособлены к взаимодействию с молекулами гормонов, поэтому процесс полового созревания в этом возрасте не происходит.
