Regulacja hormonalna

W organizmach zwierzęcych i u człowieka wykształciły się komórki, tkanki i gruczoły wyspecjalizowane w syntetyzowaniu i wydzielaniu swoich substancji biologicznie czynnych. Hormon to substancja chemiczna, biologicznie czynna, zdolna do przekazywania informacji, wywierająca swoiste działanie na komórki lub narządy, regulująca ich funkcje. Gruczoły i komórki uwalniają swoje produkty bezpośrednio do płynów wypełniających jamę ciała-jak u zwierząt bezkręgowych lub do krwi-jak to jest u strunowców, u których gruczoły oplecione są gęstą siecią naczyń krwionośnych. Brak przewodów wyprowadzających i uwalnianie hormonów do płynów ciała sprawiło, że nazwano je gruczołami wydzielania wewnętrznego lub dokrewnymi. Wydzielanie wewnętrzne to proces uwalniania bezpośrednio do płynów ciała substancji biologicznie aktywnych-hormonów, swoiście oddziałujących na tkanki i organy. Hormony regulują różne funkcje życiowe organizmów, wzrost i rozwój do regulacji procesów metabolicznych i składu chemicznego płynów ustrojowych.

Hormony i mechanizm ich działania
Hormony są to substancje chemiczne, których wspólną cechą jest to, że przenoszą informację do komórek i wywierają na nie określony wpływ, dostosowując ich działanie do potrzeb organizmu. Działanie hormonów kojarzy się zwykle z pobudzaniem przez nie różnych procesów. I tak w istocie jest, ale niektóre z nich hamują procesy, a czasem ten sam hormon w zależności od stężenia pobudza daną czynność życiową (zwykle przy niskim) lub ją hamuje (zwykle przy wysokim stężeniu). Spełnianie roli informacyjnej i wywieranie określonego wpływu na komórki jest możliwe dzięki mechanizmowi działania hormonów. Mechanizm działania hormonów. Wydzielony hormon jest roznoszony wraz z płynami ciała po całym organizmie i praktycznie dociera do każą komórki. Jednak działa wybiórczo - tylko na komórki docelowe wyposażone w specjalne receptory - chwytniki hormonów. Są to białka wbudowane w błonę komórkową lub zlokalizowane w cytoplazmie, które specyficznie wiążą hormon. Dopiero wtedy wywiera on określony wpływ na czynność komórki.

Chemiczna struktura hormonów. Nie jest to jednorodna chemicznie grupa związków. Dzieli się je na chormony białkowe i steroidowe. Hormony białkowe w rzeczywistości mogą być aminokwasami lub ich pochodnymi (adrenalina, noradrenalina, histamina, tyroksyna, trójjodotyronina, melatonina), peptydami (oksytocyna, wazopresyna, kalcytonina, glukagon, parathormon, hormony przewodu pokarmowego), białkami prostymi (insulina, hormon lipotropowy, prolaktyna, hormon wzrostu - somatotropina) lub białkami złożonymi (glikoproteinami) (gonadotropiny, tyreotropina, erytropoetyna). Drugą grupę stanowią pochodne cholesterolu - hormony steroidowe. Zaliczamy do nich hormony wydzielane przez gruczoły płciowe, np. estrogeny, androgeny, progesteron i korę nadnerczy, np. kortykosteron, hydrokortyzon. Oprócz tych dwóch podstawowych grup chemicznych - wśród hormonów są i pochodne nienasyconych kwasów tłuszczowych, np. prostaglandyny. Miejsca powstawania hormonów. Hormony syntetyzowane przez gruczoły dokrewne określa się jako hormony gruczołowe, np. hormony tarczycy. Niektóre hormony są syntetyzowane w wyspecjalizowanych komórkach lub grupach komórek umiejscowionych w narządach o innej niż wydzielnicza funkcji, nazywamy je wtedy hormonami tkankowymi. Ich działanie zwykle nie jest tak rozległe jak hormonów gruczołowych, choć funkcje, jakie spełniają, są nie mniej ważne. Hormony tkankowe działają lokalnie, regulują procesy zachodzące w organach, np. jak poznane już wcześniej hormony regulujące funkcjonowanie jelita środkowego. Szczególną odmianą hormonów tkankowych są neurohormony. Proces ich wydzielania przez komórki nerwowe nazywamy neurosekrecją. Do tej grupy hormonów zaliczamy hormony podwzgórza oraz czynniki chemiczne, tzw. mediatory, które umożliwiają przekazywanie pobudzenia nerwowego między dwiema komórkami. Wszystkie hormony, o których była mowa do tej pory, są wydzielane do wnętrza organizmu. Istnieją także substancje chemiczne wydzielane w małych ilościach poza organizm, a oddziałujące na inne osobniki tego samego gatunku. Są to feromony.

Hormony w organizmie człowieka

GRUCZOŁY DOKREWNE
Przysadka mózgowa jest małym, ważącym zaledwie ok. 0,6 g gruczołem, leżącym w zagłębieniu dna czaszki tuż przed przedwzgórzem, z którym połączona jest charakterystycznym lejkiem. Przysadka składa się z płatów: przedniego, środkowego i tylnego. Płat środkowy z wiekiem ulega redukcji: u dorosłego człowieka ma postać szczątkową. Płat przedni, którego sekrecyjna funkcja jest regulowana przez liberyny i statyny przedwzgórza, wydziela hormony tropowe oraz hormon wzrostu i prolaktynę. Tylny nerwowy płat przysadki nie syntetyzuje hormonów, lecz magazynuje hormony podwzgórza: wazopresynę (ADH) i oksytocynę, wydzielane do krwiobiegu w miarę zapotrzebowania. Środkowy płat wytwarza hormon melanotropowy (MSH melanotropina), który wpływa na koncentrację barwnika w komórkach melanoforowych powłok ciała. Uszkodzenie tylnego płata albo szlaków nerwowych prowadzących do niego może spowodować niedoczynność nerek, a w konsekwencji nadmierną produkcję moczu (moczówka prosta), czego objawem jest ciągłe pragnienie. Wstrzyknięcie wazopresyny nie leczy choroby, lecz tylko ją łagodzi i umożliwia choremu normalne życie. Nadczynność przysadki, związana z nadmierną syntezą somatotropiny w okresie wzrostu organizmu, wywołuje gigantyzm, który przejawia się przyspieszeniem wzrostu, zwłaszcza kości długich i osiąganiem olbrzymich rozmiarów, jednak z zachowaniem właściwych proporcji ciała. Jeżeli nadczynność wystąpi po okresie intensywnego wzrostu, to powoduje silny wzrost rosnących jeszcze części ciała: dłoni, stóp, łuków brwiowych czaszki, żuchwa i kości policzkowych - objawy choroby zwanej akromegalią. Niedostateczna synteza hormonu wzrostowego prowadzi do karłowatości. Szyszynka to mały, okrągły gruczoł, położony nad móżdżkiem, między półkulami mózgowymi. Syntetyzuje melatoninę, działającą antagonistycznie w stosunku do melanotropiny. Synteza tego hormonu jest regulowana przez światło.

Tarczyca jest zbudowana z dwóch płatów położonych po obu stronach tchawicy, nieco poniżej krtani. Gruczoł ma budowę pęcherzykową i charakteryzuje się wychwytywaniem jodu z krwi. Komórki nabłonkowe tworzą pęcherzyki, których wnętrze jest wypełnione substancją koloidową zawierającą tyroksynę i trójjodotyroninę, regulujące procesy energetyczne w komórkach ciała oraz kalcytoninę, która współdziałając z hormonem przytarczyc, reguluje poziom wapnia we krwi. Nadczynność tarczycy stymuluje oddychanie, a przez to sprawia, że w organizmie zwiększa się produkcja ciepła, następstwem czego jest nadmierne pocenie się i chudnięcie, mimo pobierania dużej ilości pokarmu. Głównymi objawami nadczynności jest wzrost napięcia nerwowego i drażliwość, podwyższenie ciśnienia krwi oraz słabość mięśni i drżenie. Są to objawy choroby Gravesa-Basedowa, której leczenie polega na wycięciu części gruczołu lub jego zniszczeniu promieniami X. Niedoczynność tarczycy u dzieci jest przyczyną zahamowania wzrostu i rozwoju umysłowego oraz osłabienia tempa rozwoju narządów rozrodczych. Wczesne i regularne podawanie hormonów tarczycy, np. w postaci sproszkowanego gruczołu, likwiduje objawy niedoczynności i choroby zwanej kretynizmem. U dorosłych, na tle niedoczynności tarczycy lub w wyniku jej degeneracji, rozwija się choroba zwana obrzękiem śluzakowatym. Następuje wtedy obniżenie tempa podstawowej przemiany materii, nawet do 2500-3800 kJ na dobę, co stanowi 30-50% normalnie wytwarzanej energii. Konsekwencją tego jest obniżenie temperatury ciała, otyłość i gromadzenie się śluzakowatego płynu w tkance podskórnej. W przypadku braku w pokarmie dostatecznej ilości jodu powiększa się gruczoł i powstaje tzw. wole. Choroba ta pojawia się głownię na terenach, których gleba jest uboga w jod zwykle położonych z dala od morza. Dodanie jodu w postaci jodku potasu do soli kuchennej skutecznie niweluje objawy niedoczynności. Przytarczyce to zwykle cztery małe gruczoły znajdujące się w pobliżu tarczycy. Komórki tych gruczołów tworzą zbitą masę. Parathormon reguluje zawartość wapnia i fosforu w płynach ciała. Hormon ten wzmaga resorpcję wapnia ze światła jelita i kanalików nerkowych oraz uwalnia wapń z kości, a hamując resorpcję fosforanów w nerkach, przyczynia się do zmniejszania ilości fosforu w płynach ciała. Niedoczynność przytarczyc wywołuje tężyczkę, objawiającą się nadwrażliwością mięśni, skurczami i drgawkami mięśniowymi wskutek obniżenia się poziomu wapnia we krwi. Nadczynność gruczołu podwyższa stężenie wapnia we krwi. Wapń ten ?ucieka" wtedy z kości, dlatego stają się one miękkie i łamliwe. Wrażliwość mięśni jest obniżona, a w tkankach i organach, np. w nerkach, odkładają się złoża soli mineralnych.

Trzustka, obok komórek gruczołowych związanych z układem pokarmowym, zawiera komórki ? i ?, które ułożone są grupami i tworzą tzw. wyspy Langerhansa. Komórki a syntetyzują glukagon, a komórki |3 - insulinę. Nadnercza leżą na górnych biegunach nerek. Gruczoły te składają się z dwóch części różniących się pochodzeniem embrionalnym, budową komórek i funkcjami. Zewnętrzna, korowa część nadnerczy jest pochodzenia mezodermalnego i syntetyzuje glikokortykoidy (kortyzol), które pobudzają przemiany aminokwasów w glukozę, mineralokortykoidy (np. aldosteron) - regulujące gospodarkę sodowo-potasową i androgeny - wpływające na funkcjonowanie męskich gruczołów rozrodczych. Rdzeń nadnerczy jest pochodzenia ektodermalnego i syntetyzuje neurohormony - adrenalinę i noradrenalinę. Grasica jest zbudowana z tkanki podobnej do tej, która występuje w gruczołach limfatycznych. Leży nieco poniżej mostka, a jej funkcja jest związana z procesami odpornościowymi. Po osiągnięciu przez organizm dojrzałości płciowej grasica zmniejsza się i częściowo zarasta tłuszczem. Czynne komórki syntetyzują tymozynę, która pobudza produkcję limfocytów (limfocytopoezę).

Jądra. Funkcje hormonalne spełniają też komórki interstycjalne jąder (komórki Leydiga) wydzielające męskie hormony płciowe (androgeny), np. testosteron, pobudzające rozwój drugorzędowych i trzeciorzędowych męskich cech płciowych (zarost na twarzy, owłosienie ciała, rozwój gruczołu krokowego - prostaty i pęcherzyków nasiennych). Jajniki. Głównym źródłem żeńskich hormonów płciowych są komórki pęcherzyków Graafa syntetyzujące estradiol i komórki ciałka żółtego syntetyzujące progesteron. Estradiol jest odpowiedzialny za rozwój drugorzędowych cech płciowych żeńskich (rozrost miednicy, rozwój piersi i zewnętrznych narządów płciowych) i ustalenie się cyklu miesiączkowego. Progesteron jest związany z implantacją jaja płodowego i kieruje rozwojem gruczołów mlecznych w okresie ciąży.

Hormony tkankowe
Hormony wydzielane są nie tylko przez gruczoły dokrewne lub wyspecjalizowane komórki innych gruczołów, ale także przez różne tkanki. Hormony tkankowe regulują lokalnie zachodzące procesy związane z działaniem organów. Serotonina zwęża naczynia krwionośne, zwłaszcza śluzówki jelit i wzmaga perystaltykę jelit. Bradykinina rozszerza światło naczyń krwionośnych i obniżając ciśnienie krwi powoduje czynnościowe przekrwienie narządów. Histamina występuje w dużych ilościach w skórze i tkance płucnej. Ten hormon jest syntetyzowany w formie nieaktywnej i w miarę potrzeby jest zamieniany w formę aktywną. Histamina reguluje ukrwienie miejscowe narządów i bierze udział w powstawaniu reakcji alergicznych. Prostaglandyny są pochodnymi kwasów tłuszczowych. Ich obecność w jądrach warunkuje płodność. Hormony tkankowe obniżają ciśnienie tętnicze, wzmagają
ruchliwość mięśniówki macicy w czasie porodu i ruchliwość mięśni jelit.