ОЧЕРК ЭВОЛЮЦИИ, ФУНКЦИИ И ОРГАНИЗАЦИИ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ
Существование человека как вида зависит от возможности сохранения жизненно важных функций и способности к размножению. Эти процессы требуют тщательной регуляции гомеостаза, Важно, например, обладать механизмами накопления энергии в ее быстрой утилизации. В такой регуляции принимают участие различные физиологические системы (сердечно-сосудистая, печеночная, легочная и др.). Координация разнообразных процессов в столь различных системах требует существования механизмов распознавания таких факторов, как уменьшение поступления-пищи и изменение условий окружающей среды (например, изменения температуры, присутствие потенциальной опасности и др.). Необходимо также, чтобы поступающая информация передавалась различным органам, что обеспечивает нужную реакцию их, В передаче этой важнейшей информации принимают участие-нервная и эндокринные системы. Если нервная система, как правило, для этой цели использует химические передатчики, высвобождаемые окончаниями нервов в непосредственной близости к. клеткам-мишеням, что эндокринные железы продуцируют гормоны в кровь. Эти регуляторные сигналы доставляются к другим тканям-мишеням, запрограммированным на возможность ответа на них. В настоящей главе мы обсудим проблему эволюции гормонов (как регуляторных молекул) и эндокринных желез. Коротко будут описаны гормоны с точки зрения их классификации, синтеза и секреции, а также оказываемого ими действия. Наконец, мы рассмотрим некоторые аспекты и проблемы организации эндокринной системы, облегчающей возможность тонкой «настройки» регуляции метаболизма.
ЭВОЛЮЦИЯ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ
Несмотря на то что действия гормонов отличаются своеобразием, на молекулярном уровне механизмы их действия обнаруживают сходство с механизмами действия других регуляторных лигандов[1], таких, как нейромедиаторы или простагландины. Это обусловлено тем, что такие механизмы сформировались на основе более ранних, созданных более простыми формами жизни. В связи с этим обсуждение эволюции действия гормонов требует некоторого анализа эволюции общих закономерностей регуляции.
ПРОСТАЯ И СЛОЖНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
Tomkins [1] предложил удобный способ оценки регуляции внутриклеточных процессов. Он разделил ее на простую и сложную. Простая регуляция предполагает регуляцию ферментативных или иных процессов, важных для осуществления той или иной последовательности метаболических реакций, самими химическими веществами, участвующими в этих реакциях. Примером такой регуляции служит осуществляемое по принципу обратной связи ингибирование активности фермента продуктом реакции. Tomkins подчеркнул, однако, что если регуляция ограничена простыми механизмами, то это должно было бы уменьшать возможность выживания, поскольку, если регуляторные лиганды сами являются важными промежуточными продуктами реакции, резкие изменения их концентрации могли бы подвергать организм опасности. Таким образом, существует необходимость в более тонких механизмах регуляции метаболизма. Это (сложная регуляция) предполагает использование клетками таких регуляторных лигандов, которые не являются ни реагирующими веществами, ни продуктами регулируемого процесса. Такие лиганды поэтому могут не иметь никакой видимой связи с химическими веществами, участвующими в реакции. Например, циклический аденозин-3`,5`монофосфат (цАМФ) играет регуляторную роль в метаболизме глюкозы и гликогена (см. главы 4 и 10), но химически отличается от этих углеводов.