Влияние стресса на организм человека: выработка кортизола, его роль и последствия

Стресс является одной из наиболее актуальных проблем современного общества. Каждый из нас сталкивается с ним во многих сферах жизни: на работе, на учёбе, в личной жизни, а также в конфликтах с родственниками и близкими людьми. Известно множество случаев, когда именно психоэмоциональное напряжение послужило причиной развития различных заболеваний.

Стресс — это совокупность реакций организма на действие экстремальных факторов, направленная на активацию внутренних ресурсов и поддержку гомеостаза. Следует понимать, что в зависимости от интенсивности и продолжительности, стресс может быть острым (кратковременным) или хроническим (длительным). Небольшие стрессовые ситуации важны для человека, поскольку они способствуют его дальнейшему благоприятному развитию, однако влияние стресса на здоровье может стать разрушительным, если напряжение становится постоянным.

Кортизол: определение, механизмы секреции и регуляции 

Кортизол (лат. Cortisolum), часто называемый «гормоном стресса», является основным глюкокортикоидным гормоном, который синтезируется и секретируется пучковой зоной коры надпочечников и участвующий в гомеостатической регуляции обмена веществ и водно-солевого баланса. В норме надпочечники взрослого человека секретируют около 5-15 мг кортизола в сутки.

Механизм выработки кортизола

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось (ГГН) — это эндокринная система, которая отвечает за секрецию кортизола. В выработке кортизола также принимает участие адренокортикотропный гормон (АКТГ). Чтобы понять, что происходит при стрессе, необходимо рассмотреть этапы этой биохимической цепочки:

1. Инициация секреции — гипоталамус посредством кортикотропин-рилизинг-гормона (КРГ) запускает выработку адренокортикотропного гормона (АКТГ). КРГ вырабатывается в паравентрикулярном ядре гипоталамуса, связанном с лимбической системой.
2. Активация гипофиза — КРГ попадает в переднюю долю гипофиза, откуда посылает сигнал на выброс АКТГ.
3. Связывание с рецепторами — АКТГ связывается с рецепторами на поверхности клеток коры надпочечников и запускает каскад биохимических реакций.
4. Ферментативная активация — происходит запуск мембранной аденилатциклазы, что приводит к резкому повышению концентрации циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) в цитоплазме.
5. Трансформация холестерина — накопление цАМФ активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует ферменты, ответственные за лимитирующую стадию синтеза — превращение холестерина в прегненолон.

Следует уточнить, что длительное воздействие АКТГ провоцирует увеличение размера и пролиферацию клеток коры надпочечников, затрагивая преимущественно пучковую и сетчатую зоны коры, где синтезируется кортизол.

Физиология адаптации

Одним из ключевых физиологических механизмов адаптации к стрессу является скорость реакции ГГН-оси. Буквально через несколько минут после возникновения физиологического или психоэмоционального стресса происходит экстремальный всплеск секреции АКТГ и, соответственно, кортизола, уровень которого может возрасти до 20 раз. 

Сигналы боли, вызванные физическим повреждением, передаются через структуры ствола мозга в высшие отделы, включая срединное возвышение гипоталамуса. Активация гипоталамуса приводит к выработке КРГ, который по портальной системе быстро достигает гипофиза, запуская каскад реакций, результатом которых является увеличение концентрации кортизола в крови в течение нескольких минут. 

Регуляция секреции и механизмы обратной связи

Пусковым моментом является возбуждение гипоталамуса разными видами стресса. Стрессорные стимулы активируют систему, что в итоге приводит к быстрому выделению кортизола. Кортизол, в свою очередь, инициирует серию метаболических эффектов, направленных на уменьшение повреждающего действия стрессовой ситуации. 

В периоды отсутствия стресса гипоталамус и передняя доля гипофиза получают прямой сигнал от кортизола, что служит механизмом обратной связи для снижения его концентрации в крови. Решающая роль в регуляции уровня выделения кортизола принадлежит стрессорным стимулам. Они всегда могут прервать тормозные влияния самого кортизола, в то же время могут вызвать многократное увеличение его продукции на протяжении суток или пролонгировать секрецию в случае хронического стресса

Влияние гормона стресса на организм человека

Влияние кортизола на метаболизм углеводов 

Стимуляция гликонеогенеза 

Хорошо изучен вклад кортизола в стимуляцию глюконеогенеза, часто усиливающую глюконеогенез в 6-10 раз. Этот эффект является результатом непосредственного влияния кортизола на печень.

Основные механизмы влияния кортизола:

1. Увеличивает количество ферментов, необходимых для превращения аминокислот в глюкозу в клетках печени. 
2. Способен мобилизовать аминокислоты из внепеченочных тканей, главным образом из мышц. В результате возрастает количество аминокислот, которые могут поступать в печень и служить субстратом для образования глюкозы.
3. Эффект действия кортизола противоположен влиянию инсулина, ингибирующего глюконеогенез в печени. 

Конечным результатом действия кортизола является увеличение образования глюкозы в печени. Одним из проявлений усиленного глюконеогенеза под влиянием кортизола является увеличение запасов гликогена в клетках печени. Это влияние кортизола позволяет таким гормонам, как адреналин и глюкагон, мобилизовывать глюкозу по мере необходимости, например в промежутках между приемами пищи.

Уменьшение потребления глюкозы клетками 

Кортизол умеренно снижает уровень потребления глюкозы большинством клеток. Одной из причин является влияние кортизола, уменьшающее перемещение транспортера глюкозы GLUT4 к клеточным мембранам, особенно в клетках скелетных мышц, что ведет к инсулинорезистентности.

Повышение концентрации глюкозы в крови может привести к развитию стероидного диабета. Как усиление глюконеогенеза, так и умеренное снижение потребления глюкозы приводит к повышению уровня глюкозы в крови, что, в свою очередь, стимулирует продукцию инсулина. 

Высокий уровень кортизола снижает чувствительность многих тканей, особенно скелетных мышц и жировой ткани, к действию инсулина, направленного на повышение поступления и использования глюкозы. В итоге, избыточная продукция кортизола может вызвать нарушения углеводного обмена, очень сходные с теми, что обнаруживают у пациентов с избыточным количеством гормона роста в крови. 

Влияние кортизола на метаболизм белков

Существенным влиянием кортизола на метаболизм белков является уменьшение их количества практически во всех клетках организма, кроме клеток печени. Это вызвано как снижением синтеза белков, так и повсеместно возросшим уровнем их катаболизма. 

Эти эффекты частично можно объяснить снижением транспорта аминокислот в клетки, исключая клетки печени. Но главная причина заключается в том, что кортизол снижает продукцию РНК и последующий синтез белков, особенно в мышечной и лимфоидной тканях. На фоне большого избытка кортизола мышцы становятся настолько слабыми, что человек даже не может встать из положения сидя.

Влияние кортизола на метаболизм жиров

Мобилизация жирных кислот 

Кортизол осуществляет мобилизацию жирных кислот из жировой ткани подобно мобилизации аминокислот из мышц. Увеличение количества свободных жирных кислот в плазме повышает их использование для энергетических целей. Кортизол может оказывать прямое влияние на окисление жирных кислот в клетках.

Увеличение мобилизации жиров кортизолом наряду с повышением окисления жирных кислот в клетках обеспечивает сдвиг метаболических процессов в сторону использования жирных кислот вместо глюкозы в качестве источника энергии при голодании и других стрессовых ситуациях. Этому механизму для запуска необходимо несколько часов. Увеличение использования жирных кислот в качестве источника энергии является важным моментом в долговременном сохранении глюкозы и гликогена в организме. 

Избыток кортизола вызывает ожирение 

Несмотря на то что кортизол способствует умеренно выраженной мобилизации жирных кислот из жировой ткани, у многих людей с гиперпродукцией кортизола развивается своеобразный тип ожирения с избыточным отложением жира в шейно-воротниковой зоне, создающим впечатление бычьего торса, и на лице.

Найдите больше научно обоснованных материалов в наших социальных сетях

Подпишитесь и не пропустите новейшие ресурсы

Противовоспалительное действие кортизола

Если ткани травмированы, инфицированы или повреждены каким-либо другим способом, они почти всегда воспаляются. Введение большого количества кортизола может блокировать или предупредить развитие воспаления. Кортизол предупреждает развитие воспаления посредством стабилизации мембран лизосом. Кортизол препятствует воспалению следующим образом:

1. Стабилизирует мембраны лизосом. Это одно из наиболее важных противовоспалительных влияний, поскольку в этом случае повреждение мембран лизосом существенно затрудняется. В результате высвобождение протеолитических ферментов, вызывающих воспаление, из поврежденных клеток сводится к минимуму или происходит в крайне малых количествах. 
2. Снижает проницаемость капилляров. Кортизол уменьшает проницаемость стенок капилляров, что будет препятствовать выходу плазмы в ткани, ограничивая отек и развитие воспалительного процесса.
3. Снижает миграцию лейкоцитов в очаг воспаления и фагоцитоз поврежденных клеток. 
4. Подавляет иммунную систему путем значительного снижения образования лейкоцитов, особенно Т-клеток. Уменьшение количества Т-клеток и антител в очаге воспаления снижает тканевую воспалительную реакцию. 
5. Снижает лихорадку, главным образом подавляя высвобождение из лейкоцитов интерлейкина-1, являющегося одним из главных активаторов центра терморегуляции гипоталамуса. Снижение температуры приводит к уменьшению вазодилатации. 

В целом, стресс может оказывать как полезное, так и негативное влияние. Полезные эффекты стресса заключаются в обеспечении противовоспалительного действия, защищающего ткани от разрушения и улучшения умственной концентрацию для решения задач. 

Однако во многих случаях вредные последствия стресса могут получить больше внимания или признания со стороны человека из-за их роли в различных патологических состояниях и заболеваниях. Многие расстройства возникают из-за стресса, особенно если стресс сильный и длительный. Поэтому борьба со стрессом это не просто “расслабление”, а конкретная задача в нормализации работы эндокринной системы, а конкретнее, в выработке кортизола.