Hormonai — apibrėžimas, veikimo principai ir endokrininės liaukos

Hormonai yra endokrininės sistemos cheminiai pasiuntiniai. Hormonai - tai signalai, kurie kartu su nervų sistema reguliuoja organizmo vidaus veiklą. Kiekvienas daugialąstis organizmas turi hormonų. Ląstelės, reaguojančios į tam tikrą hormoną, turi specialius to hormono receptorius. Hormonui prisijungus prie receptoriaus baltymo, įsijungia signalizavimo mechanizmas. Ląstelė arba audinys, kuris gauna pranešimą, vadinamas "taikiniu". Hormonai veikia tik tas ląsteles, kurios turi tinkamus receptorius.

Pranešimus gali siųsti daugybė skirtingų rūšių ląstelių. Yra ląstelių, kurių pagrindinis darbas - gaminti hormonus. Kai daug tokių ląstelių yra kartu, jos vadinamos liauka. Liaukos - tai ląstelių grupės, kurios ką nors gamina ir išskiria (išleidžia už ląstelės ribų). Daugelis liaukų gamina hormonus.

"Endokrininis" reiškia išsiskiriantis tiesiai į kraują. Dauguma vidaus sekrecijos liaukų yra endokrininės liaukos. Priešingas žodis yra "egzokrininis", kuris reiškia išskyrimą per kanalą ar vamzdelį. Kai kuriuos hormonus gamina egzokrininės liaukos, o kai kurie egzokrininiai sekretai išsiskiria už organizmo ribų. Prakaito liaukos ir seilių liaukos yra egzokrininių liaukų, kurių produktai išsiskiria už kūno ribų, pavyzdžiai.

Pirmą kartą hormonas buvo atrastas 1902 m. Tai buvo sekretinas. Žodis "hormonas" pirmą kartą pavartotas 1905 m.

Kas yra hormonai ir kam jie reikalingi?

Hormonai yra cheminės medžiagos, kurias sintetina specialios ląstelės ir išskiria į kraują arba į gretimus audinius, kad perduotų informaciją kitiems kūno regionams. Jie reguliuoja daugelį organizmo funkcijų, tarp jų:

• medžiagų apykaitą (pvz., gliukozės kiekį kraujyje);
• auginimą ir vystymąsi;
• reprodukciją ir lytinę funkciją;
• stresą ir prisitaikymą (kovos arba pabėgimo atsakas);
• skysčių ir elektrolitų pusiausvyrą bei kraujospūdį.

Kaip hormonai veikia ląsteles?

Hormonai veikia per receptorius — baltymus, esantys ląstelių paviršiuje arba viduje. Tik tos ląstelės, kurios turi tinkamus receptorius, gali reaguoti į konkretų hormoną (jos yra vadinamos taikinio ląstelėmis). Pagrindiniai signalizavimo mechanizmai yra:

• Paviršiniai receptoriai (membraniniai) — dažniausiai aptinkami peptideiems hormonams (pvz., insulinui). Hormonui prisijungus, aktyvuojami antriniai pasiuntiniai (pvz., cAMP, kalcio jonai) ir įsijungia greitosios ląstelės funkcijos: baltymų aktyvacija, jonų kanalų atidarymas, medžiagų transportas.
• Intraceliuliniai receptoriai — steroidiniai hormonai (pvz., kortizolis, estrogenai) ir skydliaukės hormonai (T3, T4) gali praeiti per ląstelės membraną ir prisijungti prie receptorių citoplazmoje ar branduolyje. Tai lemia genų raiškos pokyčius ir ilgalaikes funkcijų modifikacijas.

Hormonų rūšys pagal cheminę prigimtį

Pagrindinės hormonų klasės:

• Peptidiniai ir baltyminiai hormonai — sudaryti iš amino rūgščių (pvz., insulinas, glukagonas). Jie dažnai veikia per membraninius receptorius.
• Steroidiniai hormonai — sintetinami iš cholesterolio (pvz., kortizolis, testosteronas, estrogenai). Dažnai veikia per intracelulinius receptorius, reguliuoja genų ekspresiją.
• Amineniai (monoaminai) — kilę iš aminorūgšties tirozino (pvz., adrenalinas, noradrenalinas, skydliaukės hormonai).

Endokrininės liaukos — pagrindiniai žaidėjai

Endokrininės (vidaus sekrecijos) liaukos gamina hormonus ir išskiria juos tiesiai į kraują. Svarbiausios liaukos ir jų funkcijos:

• hipotalamas ir hipofizė (reguliuoja daugelį kitų liaukų, kontrolės centras);
• skydliaukė (reguliuoja medžiagų apykaitą, žymūs hormonai T3 ir T4);
• antinksčiai (kortizolis, adrenalinas — streso atsakas; mineralokortikoidai — skysčių ir elektrolitų pusiausvyra);
• kasos Langerhanso salelės (insulinas ir glukagonas — gliukozės reguliacija);
• gonados — kiaušidės ir sėklidės (estrogenai, progesteronas, testosteronas — reprodukcinės funkcijos);
• būgnelis (epifizė) — melatoninas (miego ir cirkadinių ritmų reguliacija).

Reguliacija: atgalinis ryšys ir hormonų kiekio palaikymas

Daugumoje endokrininės sistemos grandžių veikia neigiamosios atgrąžos (negative feedback) mechanizmas: kai galutinis hormonas pasiekia pakankamą koncentraciją, signalai hipofizei arba hipotalamui slopina to hormono gamybą. Pavyzdžiui, aukštas skydliaukės hormonų kiekis slopina TSH (hipofizės jautį), o žemas T3/T4 lygis juos skatina. Taip palaikomas hormonų pusiausvyros stabilumas.

Transportas kraujyje ir hormonų išlikimas

Kai kurie hormonai cirkuliuoja laisvi, o kiti jungiasi prie nešiklių baltymų (pvz., steroidai ir skydliaukės hormonai dažnai prisijungia prie plazmos baltymų). Nešiklių prisijungimas prailgina hormonų pusiauamžių (half-life) ir reguliuoja jų prieinamumą audiniams. Hormonai yra metabolizuojami kepenyse ir išskiriami per inkstus ar tulžį.

Klininė reikšmė — kas nutinka, kai hormonų per daug arba per mažai?

Hormonų disbalansas gali sukelti įvairias ligas:

• Hipertiroidizmas — per aukštas skydliaukės veiklos lygis (pagreitinta medžiagų apykaita, nerimas, svorio sumažėjimas);
• Hipotiroidizmas — silpnesnė skydliaukės funkcija (nuovargis, svorio padidėjimas, šaltumo netoleravimas);
• Diabetas (tipas 1 ir 2) — insulino trūkumas arba atsparumas insulinui;
• Adisono liga — antinksčių žievės nepakankamumas;
• Cushingo sindromas — per didelis kortizolio kiekis.

Endokrininius sutrikimus diagnozuoja kraujo, šlapimo arba kartais audinių biopsijų tyrimai, taip pat vaizdiniai tyrimai ir funkcionalūs testai (pvz., stimuliacijos arba slopinimo testai).

Trumpa istorija

Pirmą kartą hormonas buvo atrastas 1902 m. Tai buvo sekretinas. Žodis "hormonas" pirmą kartą pavartotas 1905 m. Nuo to laiko endokrininės sistemos tyrimai labai pažengė: atskleisti molekuliniai signalų perdavimo keliai, receptorių tipai ir daugybė klinikinių gydymo būdų (pvz., hormonų pakaitinė terapija, hormonų receptorių moduliatoriai).

Apibendrinimas

Hormonai yra esminiai organizmo reguliatoriai, lemiantys augimą, medžiagų apykaitą, reprodukciją ir prisitaikymą prie aplinkos. Jie veikia per specifinius receptorius ir yra griežtai reguliuojami atgalinės grandinės mechanizmais. Supratimas apie hormonų veikimą yra svarbus tiek sveikatai palaikyti, tiek gydant įvairias endokrinines ligas.

Receptoriai

Dauguma hormonų sukelia ląstelės reakciją prisijungdami prie ląstelių membranų arba ląstelės viduje esančių receptorių. Ląstelė gali turėti kelis skirtingų tipų receptorius, kurie atpažįsta tą patį hormoną, bet aktyvuoja skirtingus signalo perdavimo kelius, arba ląstelė gali turėti kelis skirtingus receptorius, kurie atpažįsta skirtingus hormonus ir aktyvuoja tą patį biocheminį kelią.

Kairėje : steroidinis (lipidinis) hormonas (1) patenka į ląstelę (2) prisijungia prie receptoriaus baltymo (3) sukelia mRNA sintezę, pirmąjį baltymų sintezės etapą. Dešinėje: baltyminiai hormonai (1) jungiasi su receptoriais, kurie (2) sukelia perdavimo kelią. (3) branduolyje suaktyvinami transkripcijos veiksniai: prasideda baltymų sintezė. Abiejose schemose a - hormonas, b - ląstelės membrana, c - citoplazma, d - branduolys.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra hormonai?

K: Kaip veikia hormonai?

K: Kas yra endokrininė liauka?

K: Kas yra egzokrininė liauka?

K: Kas pirmasis atrado hormonus?

K: Ar visos ląstelės gali siųsti pranešimus?

Paieška pagal raidę