Общие принципы действия гормонов

 

Корреспондент журнала Vogue спросила у меня — как противодействовать гормону окситоцину, который выбрасывается в кровь при половом акте? Напомним читателям, что окситоцин, гормон, стимулирующий секрецию молока и сокращающий матку во время родов, обладает и рядом психотропных функций. Он усиливает забывание, уменьшает тревогу и увеличивает дружелюбное отношение к социальным партнёрам. Говоря простыми словами, окситоцин увеличивает привязанность к близким. Так вот — спрашивала корреспондентка — как можно сделать, чтобы не возникало привязанности к половому партнёру? Такая постановка вопроса обнажает её полную невинность в общих принципах гормональной регуляции психики и поведения.

Многие люди, начитавшись СМИ, полных таких штампов как «гормон любви», «гормон агрессии», «гормон счастья» и т.п., полагают, что люди — это какие-то химические автоматы; что уровень гормонов в организме — едва ли единственная причина всех расстройств, болезней, недостатков и слабостей; что наше поведение и психика вообще полностью подчинены гормонам; что стоит повысить, или понизить содержание какого-то гормона в нашем организме, и это тут же изменит и всё наше поведение, и наше самочувствие.

Прежде всего, отметим слабость представлений многих людей о причинно-следственных связях в окружающем нас мире. Если два события происходят оно за другим, люди склонны усматривать между ними причинно-следственную связь. Это далеко не всегда верно. Два события могут быть следствиями третьего события. А, если событиям и взаимосвязаны, то не очевидно — какое из них является причиной, а какое следствием. Наконец, события могут совпадать совершенно случайно.

Начиная с XVII века среднегодовая температура в бассейне Атлантического океана неуклонно повышается. Также неуклонно снижается количество пиратских нападений в Атлантике. Значит ли это, что климат тесно связан с пиратством? Конечно же, нет. Но очень часто, если не как правило, одновременность трактуется многими людьми как причинно-следственная связь. Это причина возникновения различных примет. Вера в приметы квалифицируется как одно из проявлений «магического мышления».

Следствия магического мышления могут быть вполне невинными. Например, если студент надел новый пиджак и успешно сдал трудный экзамен, то этот пиджак он будет надевать в дни экзаменов все последующие годы, до тех пор, пока он ему впору. Хотя, конечно же, нет причинно-следственной связи между одеждой и успехом на экзамене. Но мало у кого нет подобных примет. Рассказывают, что некий гость Нильса Бора обратил внимание на подкову, прибитую над дверью дома учёного. — Извините, профессор, — воскликнул гость — Неужели вы — основатель новой физики, светоч научного мировоззрения — верите в подобные предрассудки?! На это Бор ответил: «Конечно не верю. Но, знаете, говорят, что подкова приносит удачу и тем, кто в это не верит».

Ритуальные действия приносят несомненную пользу, потому что уменьшают волнение, естественное в день некоего ответственного мероприятия. Но бывает, и очень часто, что, обнаружив почти одновременное появление неких событий, человек, сделав вывод об их взаимосвязи, своими действиями наносит себе вред. Народные представления о роли гормонов в организме — как раз такой случай.

Представления неспециалистов о роли гормонов, и, вообще, об общих принципах физиологии смутны и примитивны. Начнём с того, что широкая публика не отдаёт себе отчёт, что в регуляции любой функции нашего организма участвуют несколько механизмов. Поправив что-то одно, мы не обязательно добьёмся желаемого результата. Таким незнанием пользуются недобросовестные коммерсанты, рекламирующие свой товар. Например, психологи, предлагающие всем пройти курсы по усилению памяти. Это, по словам рекламодателей, обещает жизненный успех, или, по крайней мере, усиление интеллекта.

Между тем, память связана с интеллектом довольно слабо, если не рассматривать случаи болезненного нарушения процессов запоминания. Отличная, даже феноменальная память не даёт гарантий высокого интеллекта, не говоря о жизненном успехе. Существуют чемпионаты мира по запоминанию. Финалисты таких конкурсов — люди вполне заурядные, занимающие в своих профессиях довольно скромные позиции. Между тем, они демонстрируют способности к запоминанию, которые выходят далеко за рамки возможностей среднего человека. Например, они выполняют следующее задание. Человеку показывают на одну секунду одну за другой карты обычной игральной колоды. Спустя пять минут человек правильно называет все пятьдесят два листа. Но среди этих людей нет даже успешных игроков. Чтобы играть в карты память, безусловно, необходима. Но картёжнику кроме памяти надо обладать ещё целым рядом способностей. Если эти способности отсутствуют, или развиты у человека недостаточно, то никакая замечательная память не поможет ему выигрывать чаще, чем проигрывать.

Таким же образом регулируются все функции нашего организма — множеством механизмов. Мы уже упоминали, что гормонов, повышающих концентрацию глюкозы в крови, насчитывают около пятнадцати. Кроме того, существуют и клеточные механизмы регуляции этой функции — ведь организму важно не концентрация глюкозы в крови, а сколько её доставляется в ткани, нуждающиеся в получении энергии при её окислении. И, конечно, не одни гормоны, но и нервная система участвует в регуляции этого важнейшего параметра нашего организма. Поэтому изменив лишь один из факторов, влияющих на функцию, мы, скорее всего, не обнаружим заметного изменения этой функции.

Другой важной закономерностью, о которой не знают неспециалисты, является то, что уровень гормонов в крови часто лишь отражает некую функцию, но не он является причиной отклонения этой функции от нормы. Показания медицинского термометра могут свидетельствовать о болезни. Но, если мы охладим термометр, жар у больного не пройдёт. Да и, если мы снизим температуру лекарствами, это тоже далеко не всегда поможет преодолеть болезнь. То же относится и к гормонам. Можно фармакологически снизить продукцию кортизола корой надпочечников, и концентрация кортизола — «гормона стресса» — в крови упадёт. Но уменьшится ли от этого стрессорная реакция? Конечно, нет!

Яркий пример ложных представлений о роли гормонов — легенда о «гормоне счастья серотонине». Эта легенда сложилась на основе двух групп фактов: 1) многие антидепрессанты обладают серотонин-позитивным действием; 2) наблюдается отрицательная корреляция между тяжестью симптомов депрессии и концентрацией серотонина в крови.

В рамках парадигмы «серотонин — гормон счастья» для поднятия настроения рекомендуют поедать богатые серотонином продукты, такие как бананы. Банановая терапия депрессии абсолютно неэффективна и не может быть эффективной. Дело в том, что серотонин в крови действует как гормон, но не попадает в ЦНС — он не проходит через ГЭБ. А вот в обратном направлении — из мозга в кровь — он проникает. Поэтому концентрация серотонина в крови обычно отражает его содержание в мозге, но повышение этой концентрации за счет потребления богатых серотонином продуктов на мозг никак не влияет. Можно называть серотонин «нейротрансмиттером счастья», но никак не «гормоном счастья».

Итак, чем больше серотонина выделяется из синаптических окончаний, тем больше его выводится из ЦНС. Если же активность серотонинергических нейронов мала, его выделяется мало и в кровь он попадает в незначительных количествах.

Отрицательная корреляция концентрации серотонина в крови с тяжестью депрессии обусловлена еще и тем, что серотонин — биохимический предшественник мелатонина (рис. 1). Мелатонин отвечает за сезонные колебания настроения: быстрое сокращение светового дня активизирует его синтез, а высокие концентрации мелатонина ведут к депрессии. Если больше серотонина превращается в мелатонин, то, естественно, содержание серотонина в ЦНС снижается и, как следствие, серотонина в периферической крови становится меньше. Если же мелатонина синтезируется меньше, то в ЦНС остается больше серотонина и больше его попадает в кровь.

1

Один из путей метаболизма аминокислоты триптофана в ЦНС ведет к серотонину и мелатонину. Очевидно, что количество серотонина зависит в том числе от активности ферментов, синтезирующих его из триптофана, а также ферментов, превращающих его в мелатонин

 

Но из крови в ЦНС, повторим, серотонин проникнуть не может. Так что бананы — замечательные фрукты. В них много углеводов, необходимых нашему мозгу, а также калия, полезного для сердечной мышцы, и клетчатки, стимулирующей сократительную функцию кишечника. Они сладкие и вкусные. Бананы удобно носить в портфеле, сумке, кармане, даже в сумочке, а их шкурку можно использовать как временную пепельницу. Можно найти им еще не одно применение и не одно их достоинство, но вот от депрессии они помочь не могут. А всё потому, что низкая концентрация серотонина в крови — не причина депрессии, а следствие! Желающий ослабить свою депрессию поеданием бананов подобен человеку, постукивающему по градуснику вместо лечения.

Ещё пример широкораспространённого заблуждения — роль тестостерона в жизни мужчины. Мужской половой гормон тестостерон у победителей спортивного состязания много выше, чем у проигравших, хотя до начала соревнования уровень тестостерона у них не различался. Это хорошо известная многократно подтверждённая закономерность. Но, тем не менее, многие хотят искусственно повысить содержание тестостерона в своём организме, ожидая от этого жизненных успехов. Все мужчины хотят иметь высокую половую потенцию. При этом многие априорно убеждены, что для этого следует повысить содержание в крови тестостерона. Неверно.

Сопоставление концентрации тестостерона в крови с половой активностью мужчин показало, что в исследованных больших группах населения отсутствует положительная корреляция между уровнем гормона и интенсивностью половой жизни.

Уровень тестостерона у мужчин меняется на протяжении года: минимум приходится на май, а максимум на ноябрь, тогда как сексуальная активность меняется на протяжении года противоположным образом[50]. Концентрация тестостерона меняется на протяжении суток: максимум приходится на шесть часов вечера, время, когда большинство трудового народа усталые и голодные едут с работы домой, а их сексуальная активность невелика.

Кроме суточной ритмики, уровень тестостерона в крови мужчины изменяется в зависимости от факторов внешней среды, например, интенсивная мышечная нагрузка снижает уровень тестостерона. У одного и того же мужчины в разные дни его концентрация в крови может меняться в несколько раз. Для проверки предположения о пропорциональной зависимости интенсивности копулятивного поведения от содержания тестостерона был проведен такой, например, эксперимент. Добровольцам, четырем супружеским парам, предложили дважды в день, в 18:00 и 24:00, собирать слюну для последующего определения в ней тестостерона и отмечать в дневнике, был ли совершен в этом промежутке времени половой акт. Как пишут авторы исследования, «Несмотря на то, что испытуемые постоянно забывали либо собрать слюну в пробирки, либо сделать отметку в дневнике», за несколько месяцев наблюдений был накоплен материал, достаточный для статистически достоверного вывода: вероятность совершения полового акта не зависит от уровня тестостерона. Другими словами, при высоком и при низком уровне гормона в организме половая активность примерно одинакова, а совершение полового акта повышало содержание тестостерона в слюне. Эта закономерность была отмечена и для мужчин, и для женщин[51].

Уровень тестостерона в организме отражает половое возбуждение, но не определяет сексуальную активность. Так у посетителей секс-клубов в США содержание тестостерона в слюне повышалось после сеанса на 11 % у наблюдающих за половым актом и на 72% у участников соития. Возраст не влиял на степень повышения содержания гормона[52].

Половая жизнь человека сильно зависит от социальных факторов. Человек, сосредоточенный на работе, ведет менее интенсивную половую жизнь, чем человек, работающий мало; половая жизнь плейбоя, т. е. тунеядствующего миллионера, более насыщена, чем половая жизнь безработного. Можно привести еще большое количество подобных примеров эмпирических закономерностей обусловленности половой жизни человека социальными факторами. Поскольку социальные факторы могут вносить искажения в результаты эксперимента, то поэтому в другом эксперименте, в качестве биологического показателя действия тестостерона, инвариантного социальным влияниям, было использовано акне — количество прыщей и угрей на коже. Так как акне у мужчин интенсивнее, чем у женщин, а также и усиливается в период полового созревания, при быстром возрастании продукции тестостерона, то можно рассматривать акне как количественный показатель биологической эффективности андрогенов, поскольку оно, если и зависит от социальных факторов, то очень слабо. Хотя логика такого выбора уязвима для критики, использование биологического маркера действия тестостерона, несомненно, сделает вывод о наличии или отсутствии зависимости биологического эффекта тестостерона более достоверным. Таким образом, если в вышеописанном первом исследовании сопоставлялись два показателя — содержание тестостерона в организме и вероятность копуляции, то в этом — три: содержание тестостерона, интенсивность половой жизни и акне как биологическая реакция на андрогены, инвариантная психосоциальным факторам.

Было установлено отсутствие какой-либо зависимости между всеми тремя исследованными показателями. Ни половая активность не зависит от уровня тестостерона в крови, ни акне — от уровня гормона, ни половая активность — от уровня акне[53].

Таким образом, в настоящее время твердо установлено, что андрогены в физиологических концентрациях организуют и обеспечивают, но не стимулируют копулятивное поведение человека. Следовательно, желание повысить в своём организме уровень тестостерона не имеет биологических оснований.

Подобно тому как высокий уровень тестостерона не может гарантировать сильную потенцию, так и высокий уровень окситоцина не гарантирует любви и дружбы. С 1970-х годов инъекции окситоцина применяют для лечения некоторых невротических расстройств[54]. Но кроме окситоцина на отношение одного человека к другому влияет множество других факторов. Некоторые из этих факторов могут действовать настолько сильно, что никакие инъекции окситоцина, никакие выбросы в кровь этого гормона не смогут вызвать простого дружелюбия, не говоря о привязанности к данному человеку.

Сложность в том, что порой гормон может и влиять на функцию и, в то же время, отражать её. Тот же окситоцин в крови увеличивается при груминге — это хорошо известно. Но он увеличивается в крови человека, который долго (30 мин) глядел Клинический в глаза своей собаке[55]. Хозяева после такого зрительного контакта тискали своих питомцев значительно интенсивнее, чем те испытуемые, которым ограничивали зрительный контакт пятью минутами. А взаимный груминг вызывал подъём окситоцина у обоих партнёров. Окситоцин выступает здесь как один из механизмов перехода дистантного дружелюбия в контактную фазу. Ведь пристальное разглядывание человеком незнакомой собаки не приведёт к взаимному грумингу, а, скорее, наоборот, к проявлениям враждебности.

Ещё одна сложность гормональной регуляции в том, что каждый гормон имеет не одну функцию, а несколько. КРГ не только стимулирует синтез АКТГ, но и индуцирует тревогу. АКТГ расшифровывается как адренокортикотропный гормон, т.е. гормон, влияющий на кору надпочечников. Действительно, стимуляция синтеза глюкокортикоидов в коре надпочечников — функция АКТГ, но далеко не единственная. АКТГ улучшает память, влияет на соотношение фаз сна, усиливает расщепление жиров до жирных кислот и делает в нашем организме многое другое. Глюкокортикоиды не только влияют на обмен глюкозы в организме, но подавляют воспалительные процессы, угнетают иммунитет, стимулируют распад белков, вызывают гибель нейронов в ЦНС, могут вызывать маниакальное возбуждение. Заметим, что каждый из упомянутых процессов регулируется не только перечисленными гормонами, но и множеством других механизмов.

Подводя итоги этой главы отметим три момента. 1) Каждый из гормонов регулирует несколько функций организма; 2) Каждая функция организма находится под контролем не одного единственного гормона, а многих факторов; 3) Содержание того или иного гормона в крови, как правило, лишь отражает активность конкретной железы, но не является причиной того или иного расстройства.

Практические же рекомендации можно дать такие. Заботьтесь о конкретной функции своего организма, а не об уровне гормона, который, как вы слышали, каким-то образом с этой функцией связан. Не пытайтесь сами интерпретировать результаты своего анализа крови и ни в коем случае не назначайте сами себе лечение — обращайтесь к врачу. Читательницам же журнала Vogue можно рекомендовать фаллоимитаторы — единственный надёжный способ избежать личной симпатии и привязанности в сексуальных отношениях.

 

 

ГОРМОНЫ ПРИ СТРЕССЕ

 

В стрессорной реакции огромную роль играют гормоны — вещества, вырабатываемые в специализированных железах, и разносящиеся с током крови по всему телу. Основной железой стресса является надпочечник, небольшая железа, лежащая над почкой. Из его центральной части выделяется адреналин, а в корковом слое вырабатывается кортизол. Эти два гормона и называют, чаще всего, «гормонами стресса». Адреналин менее интересен, потому что он оказывает на организм то же влияние, что и симпатическая нервная система. Главным из этих эффектов является усиление сердцебиения (об остальных — см. учебники общей физиологии). Адреналин поэтому часто и называют «жидким симпатикусом», гуморальным дублёром симпатической части вегетативной нервной системы. Можно удалить центральную часть надпочечника, его мозговой слой (такая операция называется демедулляцией), и это не нанесёт особого вреда организму.

Совсем иное дело — корковый слой надпочечника. Многие века считалось, что корковый слой надпочечника выполняет исключительно опорную функцию, является капсулой, поддерживающей мозговой слой; кора — она и есть кора. Такое пренебрежительное отношение к этой части надпочечника подкреплялось тем, что это единственное место в организме, полностью лишённое нервных окончаний. Ведь нервы пронизывают всё тело, а нервные окончания расположены повсюду, от наружных слоёв кожи до самых глубин нашего организма.

Так считали до тех пор, пока Ганс Селье не обратил внимание на увеличение веса коркового слоя надпочечников после самых воздействий на организм. Причём чем сильнее и длительнее было действие стимула, тем больше увеличивалась масса коркового слоя надпочечника. Заметим, что весы были самым дорогим инструментом, которым располагал тогда Селье. Не только стоимость оборудования определяет успех исследования, но и сам исследователь. «Наблюдательность, наблюдательность и наблюдательность» — это написал И.П. Павлов на здании лаборатории в Колтушах и был совершенно прав. Наблюдательность молодого учёного — Селье не было тогда и 30 лет — позволила ему открыть важнейший механизм приспособления живых организмов к постоянно меняющимся условиям существования.

В дальнейшем из коры надпочечников были выделены многочисленные гормоны. Это сделали уже другие учёные, и некоторые получили за это Нобелевские премии. Все эти гормоны стали называть кортикостероидами, поскольку выделены они были из коры надпочечников, а относятся они к химическому классу стероидов. Со временем установили, что из четырёх семейств кортикостероидов только одно играет главную роль в стрессорной реакции. Увеличение синтеза этой группы стероидов и приводит к росту массы коры надпочечника при стрессе. Это семейство назвали глюкокортикоидами, потому что одним из их явных эффектов является увеличение концентрации глюкозы в крови. Основным глюкокортикоидом у человека (а также у обезьяны, собаки, кошки и многих других животных) является кортизол. Содержание в организме этого гормона и используют чаще всего как показатель величины стрессорной реакции.

Некоторую путаницу в представления о том, какие изменения являются стрессом, а какие нет, вносит тот факт, что основной стрессорный гормон человека кортизол (а также некоторые другие) активно секретируется при любой физической нагрузке. Изменение секреции кортизола считают одним из главных показателей стресса. Однако при физической нагрузке (мышечной работе, изменении температуры среды и т. п.) организм нуждается в интенсификации углеводного обмена, этим и обусловлено выделение кортизола. Во время же стресса организму необходимы системные изменения жизнедеятельности, в первую очередь психические реакции. Поэтому повышение концентрации кортизола в крови еще не свидетельствует о том, что развивается именно стрессорная реакция. Прежде чем говорить о стрессе, необходимо зарегистрировать изменения и в других системах организма.

Но какие функции кортизола делают его основным гормоном стресса? Концентрацию глюкозы в крови («сахар крови») повышают, помимо кортизола, ещё полтора десятка гормонов. А между тем, если удалить кору надпочечника, то животное погибнет очень быстро. Больные с недостаточностью функций коры надпочечника слабы, апатичны, не в состоянии выполнять работу, требующую хоть какого-то напряжения — не только мышечного, но и психического, например, концентрации внимания. Самочувствие больных и состояние прооперированных животных значительно улучшается при постоянном введении им кортизола. Значит этот гормон жизненно необходим, но что же он делает?

Главная задача кортизола — усиление транспорта глюкозы в центральную нервную систему (ЦНС), в головной мозг. Энергию клетки нашего организма получают из глюкозы. Запасов этого топлива в ЦНС нет. Другие ткани, например, мышцы, располагают запасом в виде гликогена, в частности. А ЦНС полностью зависит от постоянного поступления глюкозы. Хорошо известно, что наш мозг нуждается в постоянном поступлении кислорода. «Перекрыть кислород» означает поставить кого-то в критическое положение. Но кислород нужен для получения энергии из глюкозы. Если резко снизить поступление глюкозы в мозг, например, введением большой дозы инсулина, то мы получим ту же клиническую картину, что и при кислородном голодании: ухудшение самочувствия, слабость, головокружение, потерю сознания, кому, смерть. Всем этим симптомам и противодействует кортизол даже при понижении содержания глюкозы в циркулирующей крови.

Различные вещества проникают из кровеносных сосудов в клетки нашего мозга с дивной избирательностью. В ином случае мозг не смог бы функционировать. Тот же адреналин, вырабатываемый мозговым слоем надпочечников, должен оставаться в тканях тела, но не попадать в ЦНС, потому что там он и родственные ему вещества — норадреналин, серотонин — являются нейромедиаторами, передают сигнал от одного нейрона другому и остаются в пределах синаптической щели. Проникновение адреналина из крови в ЦНС полностью дезорганизовало бы её работу. Поэтому стенки мозговых капилляров вместе с особыми клетками ЦНС (глиальными) образуют барьер, который называется гемато-энцефалическим (ГЭБ). Этот барьер совершенно непреодолим для некоторых веществ. Например, концентрация адреналина в крови может повыситься в сотни раз, но в ЦНС его содержание останется неизменным. Некоторые вещества ГЭБ пропускает совершенно свободно, точнее для них никакого барьера не существует. Кислород, стероидные гормоны — содержание этих веществ в мозге пропорционально их содержанию в крови. Но некоторые вещества могут проникать сквозь ГЭБ с помощью специальных переносчиков — сложных белковых комплексов, встроенных в клеточные мембраны, образующие ГЭБ. Одним из таких веществ является глюкоза, жизненно необходимая мозгу.

Главной функцией кортизола является активация переносчиков глюкозы через ГЭБ. Именно поэтому кортизол является основным гормоном стресса. Ведь при всякой неопределённости новой для организма обстановки первое что необходимо — получше соображать. Необходимо быстро порыться в памяти, постараться припомнить — не сталкивались ли мы раньше с подобной ситуацией и что мы тогда делали? Кроме того, новизна потенциально опасна, возможно ранение, кровопотеря. Перераспределением кровотока при стрессе занимается симпатическая нервная система и адреналин, а поддерживать поступление глюкозы в мозг на прежнем уровне может только кортизол. Заметим, что мозг нуждается в глюкозе не только для выполнения функций, которые называют когнитивными, таких как активация памяти. Дыхание — это тоже функция ЦНС. Дыхательный центр ведь находится мозге, и его работа также зависит от критической концентрации кислорода и глюкозы. Вот поэтому кортизол необходим для нормальной работы нашего организма даже в состоянии покоя, а при стрессе — особенно.

 

А что подаёт сигнал коре надпочечника о необходимости увеличить синтез кортизола и выделение его в кровь — ведь нервных окончаний там нет? Таким сигналом является вырабатываемый гипофизом гормон, который сокращённо называется АКТГ. Стимулом для увеличения секреции АКТГ является ещё один гормон, который синтезируется в гипоталамусе и сокращается как КРГ. А вот сигнал на выделение этого гормона из нейронов гипоталамуса поступает из других структур головного мозга, из таких, которые, обработав поступающую от органов чувств информацию, не находят аналогий в памяти, принимают решение о том, что ситуация является новой и запускают весь каскад стрессорной реакции.

КРГ стимулирует секрецию ещё целой группы стрессорных гормонов, которые называются эндогенными опиатами, поскольку действуют точно так же, как и опиаты растительные. В частности, они ослабляют боль и вызывают эйфорию — душевный подъём, не имеющий объективной причины.

Влияет на нашу психику и поведение не только КРГ, но и АКТГ и кортизол. А вот самый известный из гормонов стресса — адреналин — на поведение не влияет и повлиять не может, потому что ГЭБ надёжно изолирует от него нервные клетки. Влияния адреналина вторичны, т.е. опосредованы другими факторами. Например, адреналин вызывает сухость во рту, сердцебиение, дрожание рук и многие другие симптомы волнения, сопровождающего стресс. Поэтому испытуемые, которым вводили адреналин, сообщали, что испытывают волнение и повышенную тревогу. Если же их предупреждали, что вводимый им препарат может вызвать сухость во рту, сердцебиение, дрожание рук и т.д., то в отчёте испытуемых повышенной тревоги не было указано.