БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

22. РОСТ И РАЗВИТИЕ

22.5. Роль гормонов в процессах роста и развития человека

Процессы роста и развития человека регулируются гипоталамусом и гипофизом. О тесной связи между этими органами уже говорилось в разд. 17.6.2. Гипоталамус — это один из отделов головного мозга, расположенный непосредственно над гипофизом и принимающий информацию от остальных отделов головного мозга и реагирующий на химические вещества, циркулирующие в крови. Гипоталамус контролирует гипофиз, секретируя особые рилизинг-гормоны и ингибиторы, регулирующие выделение гормонов гипофизом. Эти гормоны в свою очередь, контролируют другие эндокринные железы, секретирующие гормоны. В частности рост и развитие контролируют такие железы, как щитовидная, печень, кора надпочечников и гонады.

22.5.1. Гипофиз и гормон роста

Среди гормонов, контролирующих рост и развитие, самую главную роль играет гормон роста, известный также под названием соматотропина. Этот гормон секретируется передней долей гипофиза; он представляет собой белок и был открыт в начале XX в. в результате многочисленных экспериментов, связанных с удалением гипофиза у животных. Скорость роста у экспериментальных животных и достигаемые ими пределы при этом сильно снижались. В дальнейшем был получен экстракт гипофиза, который при инъекции животным вызывал увеличение массы их тела.

Секреция гормона роста человека регулируется совместным действием двух других гормонов, выделяемых гипоталамусом (рис. 22.27). Это рилизинг-фактор гормона роста человека, известный также под названием соматолиберина или соматокринина, и гормон, ингибирующий гормон роста, известный также как соматостатин. Гормон роста человека оказывает непосредственное воздействие на весь организм, но в особенности на рост скелета и скелетных мышц. Он обладает также опосредованным действием, стимулируя высвобождение малых белковых гормонов, называемых соматомединами, из печени. Соматомедины, известны также как инсулиноподобные факторы роста, потому что по своей структуре и по некоторым функциональным аспектам они похожи на инсулин, опосредуя или регулируя некоторые эффекты гормонов роста человека. Схема, иллюстрирующая регуляцию секреции этих гормонов и их воздействие на организм, представлена на рис. 22.27.

Рис. 22.27. Регуляция секреции гормона роста человека и соматомединов гипоталамусом и передней долей гипофиза. Показаны также воздействия этих гормонов на рост и развитие.

Карликовость

Недостаточность гормона роста приводит к карликовости (точнее ее следует называть гипофизарной карликовостью, чтобы отличать от карликовости другого происхождения). В отличие от того, что наблюдается при недостаточности тироксина (разl. 17.6/4), развитие головного мозга и IQ (коэффициент умственного развития) при этом не нарушаются а строение тела остается пропорциональным; просто развитие протекает гораздо медленнее. В случае недостаточности одного лишь гормона роста половое развитие не нарушается. Установление связи между карликовостью у африканских пигмеев и недостаточностью одного из соматомединов свидетельствует о том, что эти факторы роста несут еще одну важную функцию,

В прошлом было трудно получить достаточное количество гормона роста человека, чтобы его хватило на всех детей, которым угрожала карликовость (гормоны роста животных оказались неэффективными), но теперь, благодаря методам генетической инженерии, гормон роста человека можно получать от бактерий (разд. 25.2.2).

Гигантизм

При избыточной секреции гормона роста человека в детском возрасте, пока кости еще способны расти, человек становится «великаном», дорастая почти до 2,5 м в высоту (рис. 22.28). Обычно причиной этого бывает опухоль гипофиза. Гигантизма можно избежать своевременным удалением или облучение пораженного участка гипофиза. Если же болезнь возникает у взрослого человека, то кости, утратившие способность расти в длину, растут в толщину, причем это сопровождается соответствующим ростом мягких тканей. В результате у человека развивается аномалия, называемая акромегалией (рис. 22.29). Самые яркие признаки акромегалии — чрезвычайно увеличенные кисти рук, ступни, череп, нос или нижняя челюсть.

Рис. 22.28. Самая высокая в мире женщина со своим семейством. Аномальный рост Сенди Аллен начался вскоре после ее рождения. Он был вызван чрезмерной секрецией гормона роста (соматотропина), которая в свою очередь была обусловлена образованием опухоли передней доли гипофиза. В 1977г. Аллен удалили опухоль, с тем чтобы прекратить дальнейший рост, достигший к тому времени 2 м 31 см. при весе 209 кг.

Рис. 22.29. Акромегалия — заболевание, приводящее к аномальному увеличению кистей рук, стоп и лица в результате чрезмерной продукции гормона роста (соматотропина). Слева — нормальная рука, справа — рука женщины с акромегалией.

22.5.2. Щитовидная железа и рост

Щитовидная железа секретирует два гормона, оказывающих влияние на рост — тироксин (Т₄) и трииодтиронин (T₃). Они обладают сходным действием, хотя тироксина образуется гораздо больше — он составляет примерно 90% общего количества этих гормонов. Оба гормона усиливают синтез белка и, подобно гормону роста человека, играют особенно важную роль, стимулируя рост скелета. Последствия недостаточной или чрезмерной секреции этих гормонов обсуждаются в разд. 17.6.4.

22.5.3. Гонады и рост

Гонады — яичники у женщин и семенники у мужчин — это органы, продуцирующие гаметы. С наступлением полового созревания гонады начинают вырабатывать половые гормоны в ответ на импульсы, поступающие от гипофиза и гипоталамуса. Половые гормоны определяют важнейшие изменения в организме, влияя на рост и стимулируя развитие вторичных половых признаков.

22.5.4. Кора надпочечников и рост

Корой надпочечников называют их наружный слой, секретирующий стероидные гормоны. У представителей обоих полов кора вырабатывает в небольших количествах как женские (эстрогены), так и мужские (андрогены) половые гормоны. Андрогены участвуют в подростковом скачке роста, а также в развитии волос на лобке у девушек и у юношей. У мужчин на протяжении всей жизни основным источником андрогенов являются семенники, а надпочечники продуцируют лишь малую долго половых гормонов. У женщин после наступления менопаузы яичники перестают функционировать и кора надпочечников остается единственным, хотя и очень скудным, источником половых гормонов.