Hormony zwierzęce

Wstęp

Uwagi:
Zapraszamy do zapoznania się z artykułem „List do komórki. Hormony zwierzęce”. W przedstawionym materiale wyróżnione są fragmenty tekstu: dla uczniów szkół podstawowych i gimnazjalnych (poziom podstawowy), dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych (poziom uzupełniający, czyli „więcej”) i dla pasjonatów.

Obrazki w artykule wykonane zostały na podstawie ilustracji z książki:
E. Pyłka-Gutowska, E. Jastrzębska, Biologia. Tajemnice ludzkiego ciała. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego i technikum. Zakres podstawowy, MAC EDUKACJA S.A., Kielce 2002

Wstęp

Hormony to substancje aktywne biologicznie. Wytwarzane są one przez komórki gruczołowe i wydzielane do krwi; kontaktują się z receptorami komórek docelowych i działają na ich procesy życiowe.

W oparciu o wybrane cechy wyróżnia się odpowiednie grupy hormonów.

Wśród hormonów występują substancje drobnocząsteczkowe – przede wszystkim pochodne aminokwasów i steroidy – oraz wielkocząsteczkowe hormony peptydowe.

Hormony (w ujęciu klasycznym) to substancje powstające w gruczołach dokrewnych, a substancje powstające w komórkach rozproszonych określa się mianem hormonów tkankowych.

Dwa typy gruczołów

Pod względem zasięgu działania hormony dzieli się na:

działające ogólnoustrojowo,
działające regionalnie,
działające lokalnie.

Hormony wpływające na wydzielanie innych hormonów to hormony sterujące, czyli tropowe. Odgrywają one szczególną rolę w regulacji hormonalnej, budują osie sprzężeń. Hormony, których wydzielanie od nich zależy, zwrotnie wpływają na wydzielanie tychże hormonów sterujących, regulując ich stężenie we krwi.

Zasada sprzężenia zwrotnego w wydzielaniu hormonów

Wymienione cechy pozwalają układowi hormonalnemu kontrolować pracę narządów, przyczyniając się do utrzymania równowagi procesów zachodzących w organizmie przy jednoczesnej zdolności do adaptacji do zmieniających się warunków życia.

Jak hormon działa na komórkę?

Hormon przenosi informację między komórkami. Komórki, które odbierają daną informację posiadają odpowiedni aparat receptorowy dla danego hormonu. Połączenie hormonu z receptorem wywołuje sekwencję zdarzeń, czyli właściwą reakcję komórki. Uczestniczą w tym procesie informatory komórkowe podporządkowane hormonom, dlatego określa się te substancje nazwą informatory wtórne lub przekaźniki drugiego rzędu. Substancje indukujące ich działanie – hormony: peptydowe, neuropeptydy, klasyczne neuroprzekaźniki, hormony steroidowe, cytokiny, eikozanoidy i cząsteczki adhezji międzykomórkowej – to informatory pierwotne (przekaźniki I rzędu).

Każdy rodzaj hormonu ma w komórkach docelowych właściwy receptor, z którym może się połączyć. To połączenie wywołuje reakcję komórki docelowej. Szczegóły budowy hormonu i jego receptora umożliwiają przeniesienie informacji w organiźmie – można to porównać do listu w zaadresowanej kopercie, która trafia do adresata mieszkającego w określonym miejscu. Podobnie, jak osoby które mają adres inny, niż zapisany na kopercie nie otrzymają listu, tak komórki nie posiadające receptora dla danego hormonu, nie będą reagowały na jego wpływ.

Hormony steroidowe łatwo przechodzą przez zbudowaną z substancji lipidowych (tłuszczowców) błonę komórkową, więc mogą połączyć się z receptorami zlokalizowanymi w cytoplazmie. Białkowe hormony mają cząsteczki o dużych rozmiarach. Nie przechodzą więc przez błonę komórek – dlatego receptory dla tych informatorów wbudowane są w błonę komórkową.

Sposób w jaki komórka przyjmuje „list” w postaci hormonu steroidowego i białkowego (peptydowego)

Komórka docelowa odpowiada aktywacją genów, co wpływa na syntezę białek (enzymów), lub inicjuje kaskadę reakcji wpływających na zmianę aktywności enzymów, które odpowiadają za poszczególne chemiczne procesy życiowe komórki.

Literatura dla dociekliwych:

W. Z. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001
R. D. Jurd, Krótkie wykłady. Biologia zwierząt, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999
J. Kawiak, M. Zabel, Seminaria z cytofizjologii, Wydawnictwo Medyczne URBAN&PARTNER, Wrocław 2002
Cz. Jura, H. Krzanowska, Leksykon biologiczny, Wiedza Powszechna, Warszawa 1992
J. Gill, Z. Jaczewski, W. Pilarski, E. Wilkus, Zarys anatomii i fizjologii zwierząt gospodarskich, PWRiL, Warszawa 1968

Hormony kręgowców – hormony podwzgórzowe

Hormony wykazują w grupie kręgowców stosunkowo niewielką zmienność. Z nielicznymi wyjątkami (na przykład hormonu wzrostu) mają podobny charakter chemiczny.

Hormony zostały najdokładniej poznane u człowieka, toteż poniższy opis opiera się przede wszystkim na charakterystyce ludzkich hormonów.

I. HORMONY PODWZGÓRZOWE

Mózg. Jaki jest stosunek topograficzny przysadki mózgowej do szkieletu?

Podwzgórze i przysadka.
W jaki sposób podwzgórze komunikuje się z przysadką?

Hormony jąder wielkokomórkowych uwalniane w płacie tylnym przysadki mózgowej

OXY oksytocyna: wywołuje skurcze porodowe macicy i skurcze mięśni gładkich kanalików wyprowadzających gruczołów mlecznych, wyzwala odruch wydalania mleka.

Oksytocyna jest cyklicznym nonapeptydem uwalnianym okresowo na drodze okresowej w wyniku podrażnienia receptorów brodawek sutkowych (ssanie) lub receptorów szyjki macicy i pochwy (poród, stosunek płciowy). Uwalnianie oksytocyny jest stymulowane także przez estrogeny, a hamowane przez progesteron.

Oksytocyna:
— powoduje skurcze komórek mioepitelialnych gruczołów mlecznych, przewodów wyprowadzających mleko (u kobiet) i kanalików
nasiennych jąder (u mężczyzn),
— wywołuje silny skurcz macicy:
a) w końcowym etapie ciąży i podczas porodu zmniejsza się stężenie progesteronu, który zapobiega skurczom macicy oraz
oksytocynazy rozkładającej oksytocynę. Wówczas oksytocyna powoduje gwałtowne skurcze macicy ułatwiając poród;
b) w czasie orgazmu (skurcze macicy ułatwiają transport nasienia w kierunku jajowodów).
— hamuje procesy pamięciowe,
— wykazuje słabo zaznaczone cechy działania fizjologicznego wazopresyny.
VP wazopresyna (ADH hormon antydiuretyczny): nasila zwrotne wchłanianie wody w nerkach co zmniejsza ilość moczu.

Wazopresyna jest cyklicznym monapeptydem wytwarzanym w neuronach jąder nadwzrokowego i trzykomorowego (wielokomórkowych) i magazynowana w zakończeniach aksonów tych neuronów w formie prekursora (neurofizyna II). Wazopresyna w niewielkich ilościach jest wytwarzana również w szyszynce.

Uwalnianie wazopresyny z zakończeń nerwowych do krwi zależy od impulsów przewodzonych przez aksony neuronów jąder wielokomórkowych podwzgórza. Czynniki powodujące uwalnianie wazopresyny to:
— wzrost ciśnienia osmotycznego osocza krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego (obkurczanie neuronów jądra nadwzrokowego
pełniących funkcje osmodetektorów),
— zmniejszenie objętości krwi i ciśnienia tętniczego (poprzez receptory w przedsionkach serca i baroreceptory aorty i zatoki
szyjnej),
— angiotensyna II,
— pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego w stanie stresu (np. uraz fizyczny, bodźce emocjonalne),
— prostaglandyny i nikotyna.

Uwalnianie wazopresyny jest hamowane w wyniku zwiększenia objętości krwi i ciśnienia tętniczego oraz pod wpływem alkoholu.

Wazopresyna jest transportowana we krwi w postaci luźno związanej z globulinami osocza.

Wazopresyna hamuje wydzielanie wody poprzez wzmożenie resorpcji zwrotnej w komórkach głównych kanalików zbiorczych nerek. Wazopresyna wpływa na receptory V2 w komórkach cewek zbiorczych, które aktywują cyklozę adenylanową, która zwiększa stężenie cAMP i aktywuje kinazę białkową A fosforylującą akwaporynę 2. (AQP2) zawartą w cytoplazmie, po czym kanał ten zostaje wbudowany w błonę komórkową, co zwiększa jej przepuszczalność dla wody (transport bierny).

U płazów wazopresyna nasila pobór wody przez skórę.

Wazopresyna hamuje uwalnianie reniny, przez co buduje pętlę sprzężenia zwrotnego ujemnego między układem renina-angiotensyna-aldosteron a układem podwzgórze-wazopresyna.

Hormon ten w dużym stężeniu wywołuje skurcz mięśni gładkich naczyń krwionośnych (wzrost ciśnienia tętniczego), macicy i przewodu pokarmowego.

Wazopresyna wydzielana jednocześnie z kortykoliberyną CRH silnie pobudza uwalnianie hormonu adrenokortykotropowego ACTH.
Wzmaga procesy pamięciowe.

Wazopresyna wykazuje słabo zaznaczone cechy działania fizjologicznego oksytocyny.

Inaktywacja tego hormonu odbywa się w wyniku enzymatycznej reakcji polegającej na przerwaniu wiązania dwusiarczkowego w cystynie w pozycji 1. i 6. cząsteczki.

Brak wazopresyny prowadzi do zwiększenia ilości moczu i nadmiernego pragnienia (moczówka prosta).

Hormony uwalniające (liberyny)

Pobudzają one część gruczołową przysadki do wydzielania hormonów. Należą do nich:

GH-RH – hormon uwalniający hormon wzrostu (somatoliberyna): pobudza do wydzielania hormonu wzrostu GH (somatotropiny).
Peptyd zbudowany z 44 aminokwasów.
CRH – hormon uwalniający hormon adrenokortykotropowy: pobudza do wydzielania hormonu adrenokortykotropowego ACTH (kortykotropiny).
41-aminokwasowy peptyd.
TRH – hormon uwalniający hormon tyreotropowy: pobudza do wydzielania hormonu tyreotropowego TSH (tyreotropiny).
Trójpeptyd.
GnRH – hormon uwalniający gonadotropiny: pobudza do wydzielania hormonu folikulotropowego FSH i hormonu luteinizującego LH.
Dekapeptyd.
MRH – hormon melanotropowy: pobudza do wydzielania hormonu melanotropowego (melanoforowego) MSH.

Hormony hamujące uwalnianie (statyny)

GH-IH hormon hamujący uwalnianie somatotropiny (somatostatyna).
Peptyd zbudowany z 14 aminokwasów.
PIH hormon hamujący uwalnianie prolaktyny.
MIH hormon hamujący uwalnianie hormonu melanotropowego.

Hormony kręgowców – hormony przysadki mózgowej

II. HORMONY PRZYSADKI MÓZGOWEJ

Hormony płata przedniego

GH somatotropina (hormon wzrostu): wzmaga syntezę białek i pobudza wzrost chrząstek przynasadowych kości długich

Gigantyzm i karłowatość. Nadmiar hormonu wzrostu pojawiający się przed zakończeniem okresu wzrostu organizmu prowadzi do gigantyzmu, niedobór zaś – do karłowatości. Natomiast nadmiar tego hormonu po okresie wzrostu skutkuje akromegalią. Z którą sytuacją zatem wiąże się nadmierny wzrost ciała?
Somatotropina jest łańcuchem polipeptydowym zbudowanym z 191 aminokwasów. Uwalnianie tego hormonu:
— jest największe u płodów i noworodków oraz u dzieci,
— zachodzi w rytmie okołodobowym (szczyt w nocy w stadium 3. i 4. snu wolnofalowego (NREM)),
— jest zwiększone w stanie stresu wywołanego bólem, zimnem, urazami, zabiegiem chirurgicznym, strachem, wysiłkiem
fizycznym, niskim stężeniem glukozy we krwi (glukoreceptory podwzgórza), długotrwałym głodem po wstrzyknięciu insuliny i in., – zwiększa się pod wpływem hormonu uwalniającego hormon wzrostu GH-RH, a maleje pod wpływem somatostatyny
i somatomedyn (insulinopodobnych czynników wzrostu),
— nasila się w wyniku zwiększenia stężenia aminokwasów, szczególnie argininy,
— zwiększa się gdy stężenie kwasów tłuszczowych jest małe,
— jest hamowane przez glikokortykosteroidy, estrogeny i progesteron.

Hormon wzrostu działa na wiele rodzajów tkanek, bezpośrednio lub za pośrednictwem insulinopodobnych czynników wzrostu. Jego działanie polega na: pobudzaniu syntezy białek, zwłaszcza w tkance mięśniowej, łącznej właściwej, kostnej i chrzęstnej. Prowadzi to do zwiększenia masy ciała i wzrostu chrząstek. Działanie somatotropiny u młodych osób objawia się przyrostem masy mózgu, tkanki limfatycznej i narządów rozrodczych.

Hormon wzrostu działa lipolitycznie na tkankę tłuszczową. Hamuje transport glukozy do komórek i glikolizę, a pobudza syntezę glukozy z aminokwasów. Z tego powodu jest czynnikiem pobudzającym wydzielanie insuliny.

Jony sodowe, potasowe i fosforanowe są zatrzymywane w organizmie a wchłanianie jonów wapnia z jelit jest nasilone pod wpływem hormonu wzrostu.

Podobieństwo hormonu wzrostu do prolaktyny objawia się wpływem troficznym na sutek.

Niedobór somatotropiny prowadzi do karłowatości, nadmiar zaś u dzieci – do gigantyzmu. Jeśli nadmiar hormonu wzrostu pojawi się po okresie wzrostu, dochodzi do akromegalii charakteryzującej się przerostem dłoni, stóp, żuchwy i narządów wewnętrznych.
ACTH kortykotropina: pobudza komórki kory nadnerczy do syntezy glikokortykosteroidów

Oś podwzgórze-przysadka-tarczyca.
Jakie hormony uczestniczą we wzajemnej regulacji wydzielania tyroksyny?

ACTH jest polipeptydem złożonym z 39 aminokwasów, pochodzącym z proopiomelanokortyny (POMC) zbudowanej z 285 aminokwasów. Działa na receptory błonowe komórek warstwy pasmowatej kory nadnerczy. Interakcja hormonu z receptorem pobudza układ cyklaza adenylanowa-cAMP. Pod wpływem ACTH wzrasta zawartość enzymów i mRNA w komórkach kory nadnerczy, co jest przejawem troficznego charakteru wpływu ACTH na te komórki.

ACTH hamuje wydzielanie CRH, jest także czynnikiem stymulującym dla melanocytów skóry.

Płat przedni przysadki mózgowej
TSH tyreotropina: stymuluje syntezę i wydzielanie hormonów tarczycy

TSH jest mukoproteiną, która pobudza:
— transport jodu z krwi do gruczołu tarczowego,
— jodowanie tyrozyny w tarczycy przez jodazę tyrozynową,
— syntezę tyrozyny (sprzęganie 3,5-dijodotyrozyny),
— uwalnianie trijodotyroniny i tyroksyny z gruczołu tarczowego.

TSH powoduje również zwiększenie liczby komórek gruczołowych tarczycy.
FSH hormon folikulotropowy: w jajniku pobudza wzrost i dojrzewanie pęcherzyków jajnikowych, stymuluje syntezę estrogenów w pęcherzyku jajnikowym; w jądrze stymuluje spermatogenezę.

FSH to glikoproteina, która:
— dokonuje wyboru pęcherzyka jajnikowego do dalszego rozwoju,
— stymuluje rozwój komórek ziarnistych jajnika,
— powoduje wzrost pęcherzyka,
— stymuluje spermatogenezę, czyli powstawanie komórek rozrodczych męskich w kanalikach nasiennych jąder.
LH hormon luteinizujący: w jajniku wywołuje owulację, stymuluje syntezę progesteronu i formowanie się ciałka żółtego; w jądrze stymuluje syntezę testosteronu.

LH jest glikoproteiną, która:
— stymuluje syntezę steroidów w jądrze,
— wywołuje owulację,
— nasila tworzenie progesteronu niezbędnego do utworzenia i utrzymania ciałka żółtego.
PRL prolaktyna: pobudza gruczoł mleczny do produkowania mleka.

Prolaktyna jest polipeptydem złożonym ze 198 aminokwasów. Wydzielanie prolaktyny jest pobudzane:
— przez prolaktoliberynę PRH, a hamowane przez prolaktostatynę PIH i zwiększenie własnego stężenia, co zapobiega mlekotokowi, – pod wpływem estrogenów, a hamowane przez progesteron (ciąża),
— w wyniku odruchu wywołanego podrażnieniem receptorów szyjki macicy podczas porodu oraz receptorów brodawki sutkowej
w czasie ssania,
— przez oksytocynę.

Prolaktyna jest wydzielana z przysadki po porodzie. Powoduje wówczas wytwarzanie mleka.

Prolaktyna powoduje budowanie gniazd przez ptaki i utrzymuje stadium larwalne płazów.

Hormon ten hamuje wydzielanie FSH i LH, przez co w okresie poporodowym nie dochodzi do owulacji i często do miesiączki.
.

Hormony części pośredniej

MSH hormon melanotropowy (hormon melanoforowy, intermedyna): pobudza melanocyty skóry do syntezy i odkładania melaniny; powoduje rozproszenie barwnika, wskutek czego barwa zwierzęcia staje się ciemniejsza.

α-MSH ma budowę podobną do ACTH dlatego obie substancje wykazują w pewnym stopniu podobne działanie. W warunkach prawidłowych kortyzol, adrenalina i noradrenalina hamują wydzielanie hormonu melanotropowego. Niedoczynność kory nadnerczy prowadzi do przebarwień skóry i błon śluzowych (choroba Addisona, cisawica).

U zmiennocieplnych kręgowców, szczególnie u żab, u których występuje w dużych ilościach, hormon melanotropowy powoduje ciemnienie skóry poprzez rozproszenie ziarnistości zawierających melaninę w komórkach melanoforowych.

Hormony płata tylnego

Hormony tylnego płata przysadki mózgowej to oksytocyna i wazopresyna opisane w podrozdziale „Hormony jąder wielkokomórkowych uwalniane w płacie tylnym przysadki mózgowej” opisującym hormony podwzgórzowe. (Część 3 artykułu – kliknij TUTAJ).

Hormony kręgowców – hormony szyszynki i nadnerczy

III. HORMONY SZYSZYNKI

melatonina: wywołuje skupianie ziaren barwnika w komórkach pigmentowych, reguluje długość czynności rozrodcze.

Melatonina jest N-acetylo-5-metoksytryptaminą powstającą z serotoniny. Powstaje głównie w ciemności (faza REM snu), przy udziale jonów wapnia, pod wpływem pobudzenia układu współczulnego. Wydzielanie melatoniny jest hamowane przez światło, estrogeny i glutaminę.

Melatonina zmniejsza ilość wolnych rodników, chroniąc organizm przed wczesnym starzeniem.

Melatonina działa antagonistycznie do intermedyny, powodując skupienie barwnika w melanoforach oraz wprowadza zwierzę w stan niskiej aktywności rozrodczej (wydłużenie dnia wiosną hamuje wydzielanie hormonu).

Melatonina wpływa na hormony gonadotropowe regulujące cykl miesięczny i gametogenezę. Hamuje czynność jajników przed okresem pokwitania.

Melatonina poprawia sen fizjologiczny, a wytwarzana w błonie śluzowej żołądka i trzustki chroni ją przed uszkodzeniem i przyspiesza gojenie nadżerek i wrzodów.

IV. HORMONY NADNERCZY

Hormony rdzenia nadnerczy:

aminy katecholowe (noradrenalina i adrenalina): działają na mięśnie gładkie i serce, zwiększają ciśnienie krwi; adrenalina także pobudza proces glikogenolizy.

W komórkach chromochłonnych rdzenia nadnerczy zachodzi synteza amin katecholowych w szeregu reakcji: tyrozyna → DOPA → dopamina → noradrenalina (NA) → adrenalina (A). Noradrenalina i adrenalina są magazynowane w oddzielnych ziarnistościach w połączeniu z białkiem chromograniną A i β-hydroksylazą w kompleksie z adenozynotrifosforanem ATP.

Uwalnianie amin katecholowych jest nasilane przez:
— pobudzenie nerwowe, stres, wstrząs,
— hipoglikemię (małe stężenie glukozy we krwi),
— hipoksję (zawartość tlenu we krwi).

Aminy katecholowe działają na tkanki za pomocą receptorów adrenergicznych typu α1 i α2 oraz typu β1 i β2. Adrenalina działa przede wszystkim za pośrednictwem receptorów typu β1 i β2. Noradrenalinę pobudza głównie α1 i α2, słabiej receptory β1, a prawie wcale nie działa na receptory β2.

Interakcja amin katecholowych z receptorami α-adrenergicznymi zmniejsza zawartość cAMP, a zwiększa stężenie cGMP i jonów wapnia w komórkach docelowych. Natomiast pobudzanie receptorów β-adrenergicznych jest sygnałem do aktywacji cyklazy adenylanowej przyczyniającej się do wzrosty cAMP w komórkach odbierających informację.

Aminy katecholowe w układzie nerwowym pełnia rolę neuroprzekaźników. W układzie krążenia krwi natomiast zwiększają częstość i siłę skurczów serca oraz objętość tłoczonej przez serce krwi. Powodują skurcz tętniczek w skórze, nerkach i trzewiach, a rozkurcz tętniczek mięśniowych i wieńcowych, co przystosowuje organizm do podjęcia obrony lub ucieczki w sytuacjach stresowych. Objawem jest wzrost ciśnienia skurczowego i spadek ciśnienia rozkurczowego krwi.

Aminy katecholowe pobudzają rozkład zmagazynowanych substancji energetycznych – glikogenolizę i lipolizę oraz tworzenie glukozy w procesie glukoneogenezy, a także wykorzystywanie przez wątrobę mleczanów powstających w mięśniach. Glukoza i kwasy tłuszczowe SA zużywane są do uzyskiwania potrzebnej w sytuacjach stresowych energii.

Ponadto hormony te pobudzają wyspy trzustki do wydzielania glukagonu i hamują uwalnianie insuliny.

Aminy katecholowe zwiększają wentylację płuc, hamują agregację płytek krwi, regulują uwalnianie reniny i pobudzają aktywność ośrodkowego układu nerwowego.

Adrenalina rozluźnia mięśnie gładkie przewodu pokarmowego, oskrzeli i pęcherzyka moczowego, a wywołuje skurcz mięśni przywłosowych.

Inaktywacja amin katecholowych przez enzymy: oksydazę monaminową (MAO) lub tlenową metylotransferazę katecholową (COMT). Nieznaczna ilość amin katecholowych jest wydalana z moczem w formie niezmienionej.

Hormony kory nadnerczy

Hormony kory nadnerczy produkowane są w komórkach kory nadnerczy (bogatych w witaminę C) pod wpływem zwiększenia stężenia cAMP indukowanego przez ACTH. Cholesterol ulega przekształceniu w pregnenolon – substancję wyjściowa dla szeregu reakcji syntez hormonów steroidowych – w reakcji katalizowanej przez 20,22-desmolazę cholesterolową.

Warstwa kłębkowata kory gruczołów nadnerczowych wydziela głównie mineralokortykoidy, warstwa pasmowata – glikokortykoidy, siatkowata – androgeny.

mineralokortykoidy: wpływają na utrzymanie równowagi wodnej i mineralnej organizmu.

Mineralokortykoidy są niezbędne do życia. Około 95% ich aktywności przypada na aldosteron. Mniejszą aktywność wykazują pozostałe hormony: dezoksykortykosteron, 18-hydroksydeoksykortykosteron, kortykosteron i kortyzol.

Wydzielanie aldosteronu wzrasta pod wpływem:
— angiotensyny II i III,
— wzrostu stężenia jonów potasu i zmniejszenia stężenia jonów sodu we krwi,
— zmniejszenia objętości krwi,
— bardzo dużego stężenia ACTH,
— prostaglandyn, estrogenów i pobudzenia receptorów β-adrenergicznych.

Najsilniejszym bodźcem do wydzielania aldosteronu jest wymieniona powyżej angiotensyna II, która powstaje z angiotensyny I pod wpływem enzymu konwertującego w systemie krążenia płucnego krwi. (Rys. „Schemat układu krążenia krwi”). Angiotensyna I natomiast, w wyniku działania enzymu proteolitycznego reniny, jest odczepiana od cząsteczki prekursorowej, którą jest globulina krwi – angiotensynogen.

Schemat układu krążenia krwi

Aldosteron we krwi jest luźno związany z albuminami.

Aldosteron nasila wchłanianie zwrotne jonów sodu w nerkach. Jony te są zasocjowane cząsteczkami wody dlatego transport jonów sodu z moczu do płynu zewnątrzkomórkowego w nerkach powoduje zatrzymanie wody w organizmie. (Rys. “Schemat nefronu – jednostki strukturalno-czynnościowej nerki”). Aldosteron zwiększa wchłanianie zwrotne jonów sodu również w gruczołach potowych, ślinowych i nabłonku jelitowym. Powoduje zwiększenie objętości krwi, a przez to wzrost objętości krwi tłoczonej przez serce i wzrost ciśnienia tętniczego.

Przekrój przez nerkę

Budowa nefronu

Aldosteron zwiększa wydzielanie jonów potasu i wodoru przez komórki kanalików nerkowych.

Aldosteron ulega inaktywacji w wątrobie i jest wydalany z moczem w stanie wolnym lub w postaci skoniugowanej z kwasem siarkowym i glukuronowym.
glikokortykoidy: wpływają na przemiany białek, węglowodanów i tłuszczów, przystosowują do sytuacji stresowych, hamują reakcje odpornościowe, działają przeciwzapalnie.

95% aktywności tej grupy hormonów stanowi działanie kortyzolu (hydrokortyzonu), 5% – kortykosteronu i kortyzonu.

Wytwarzanie i wydzielanie glikokortykoidów zależy od ACTH i w niewielkim stopniu od α-MSH o budowie podobnej do ACTH (cisawica).

Glikokortykoidy powodują:
— nasilenie katabolizmu białek i mobilizację aminokwasów w tkankach poza wątrobowych, stymulację przemian aminokwasów
i syntezy białek w wątrobie i przewodzie pokarmowym,
— zwiększenie stężenia aminokwasów we krwi, nasilenie transportu błonowego aminokwasów w hepatocytach,
— wzmożenie glukoneogenezy,
— zwiększenie ilości glikogenów w wątrobie i nasilenie glikogenolizy w innych tkankach,
— zmniejszenie zużycia glukozy przez komórki kosztem kwasów tłuszczowych,
— osłabienie transportu glukozy przez błonę komórkową,
— zmniejszenie wrażliwości tkanek na insulinę,
— mobilizację kwasów tłuszczowych z tkanki tłuszczowej,
— wzmożenie filtracji kłębuszkowej w nerkach i diurezy,
— skurcz mięśni tętniczek,
— pobudzenie kurczliwości mięśnia sercowego,
— hamowanie wydzielania CRH, ACTH i wazopresyny,
— wydzielanie gastryny i parathormonu,
— demineralizację kości,
— zmniejszenie wchłaniania jonów wapnia i fosforanów w przewodzie pokarmowym,
— hamowanie: uwalniania histaminy i pirogenów, powstawania nacieku zapalnego, aktywacji neutrofilów i tworzenia się blizny,
— stabilizację błony lizosomów,
— zmniejszenie syntezy prostaglandyn poprzez redukcję aktywności fosfolipazy A2,
— zmniejszenie liczby eozynofilów, bazofilów i limfocytów, co zmniejsza wytwarzanie immunoglobulin,
— zwiększenie liczby granulocytów obojętnochłonnych, trombocytów i erytrocytów.

Nadmiar glikokortykoidów prowadzi do zespołu Cushinga charakteryzującego się otyłością przy jednoczesnym chudnięciu kończyn, nadciśnieniem tętniczym, osłabieniem mięśni, zmniejszeniem odporności i in.
androgeny kory nadnerczy: nasilają syntezę białek i powodują rozwój męskich cech płciowych.

W korze nadnerczy powstają męskie hormony płciowe ś androgeny i niewielka ilość żeńskich hormonów płciowych – estrogenów i progesteronu o nikłym znaczeniu.

Wśród androgenów występują dehydroepiandrosteron, androstendion i niewielka ilość testosteronu. Są to hormony steroidowe powstające z cholesterolu przydziale enzymu 20,22-desmolazy.

Wydzielanie androgenów wzrasta pod wpływem ACTH.

Androgeny są hormonami anabolicznymi – powodują nasilenie proliferacji komórek i syntezy białek. Ich działanie u chłopców i mężczyzn polega na regulacji spermatogenezy, stymulacji rozwoju narządów rozrodczych i drugorzędowych cech płciowych – przyczyniają się do wzrostu masy ciała, obniżenia brzmienia głosu, powstania owłosienia klatki piersiowej, pach i wzgórka łonowego i zaniku włosów na głowie.

Androgeny hamują oś podwzgórze – przysadka – gonady.

Działanie androgenów u kobiet jest nieznaczne.

Patologiczny nadmiar hormonów tej grupy prowadzi do rzekomego przedwczesnego dojrzewania płciowego u chłopców, u kobiet natomiast – do wirylizmu – pojawiania się niektórych cech męskich.

Hormony kręgowców – hormony grasicy, tarczycy i gruczołów przytarczycznych

V. HORMONY GRASICY

Hormony grasicy (tymozyna, tymulina, tymopoetyna (tymopentyna), grasiczy czynnik humoralny) współuczestniczą w dojrzewaniu limfocytów T .

Tymozyna α1 to 28-aminokwasowy peptyd, który zwiększa koncentrację cGMP w cytoplazmie tymocytów. Tymozyna jest hormonem tkankowym, pobudza limfocytopoezę i przyspiesza dojrzewanie limfocytów T w grasicy.
Tymulina – nonapeptyd związany z cynkiem.
Tymopentyna jest aktywnym biologicznie peptydem tymopoetyny złożonym z pięciu reszt aminokwasowych. Tymopoetyna hamuje przewodzenie impulsów nerwowych przez synapsy nerwowo-mięśniowe dlatego jej nadmiar powoduje osłabienie mięśni.
Grasiczy czynnik humoralny powoduje wzrost stężenia cAMP w limfocytach T. W ten sposób przyspiesza ich dojrzewanie.

VI. HORMONY TARCZYCY

Hormony pęcherzyków tarczycowych

trójjodotyronina (trijodotyronina, T3) i czterojodotyronina (tyroksyna, T4): przyspieszają przemianę materii, wpływają na syntezę białek i przemianę tłuszczów, umożliwiają rozwój młodych organizmów, u płazów aktywują przeobrażenie.

Tyroksyna jest czterojodotyroniną powstałą w wyniku ujodowania aminokwasu – tyrozyny. Prawdopodobnie funkcjonalną postacią jest trijodotyronina, do której jest przekształcana tyroksyna, co dzieje się w wielu tkankach zanim tyroksyna dotrze do komórek. Jod wchłaniany z krwi jest magazynowany i wbudowywany do prekursorów hormonów w wielkocząsteczkowej glikoproteinie o nazwie tyreoglobulina. Jodowanie tyrozyny jest katalizowane przez jodazę tyrozynową pobudzaną przez TSH. Jodowanie tyrozyny prowadzi do powstania monojodotyrozyny (MIT) I dijodotyrozyny (DIT). Sprzężenie dwu DIT prowadzi do powstania T4, sprzężenie DIT i MIT do T3.

Z pęcherzyków uwalniane są oba hormony T3 i T4. Ten drugi w 99,9% łączy się z globuliną wiążącą tyroksynę TBG lub prealbuminą wiążącą tyroksynę TBPA. Uwolnienie go z białek daje możliwość przemiany w T3 w postać aktywną biologicznie.

Hormony tarczycy uwalniane głównie pod wpływem TRH i TSH:
— powodują zwiększenie ilości i wielkości mitochondriów,
— zwiększają aktywność enzymów utleniających i łańcucha oddechowego, nasilają generację ciepła,
— wzmagają wchłanianie glukozy i galaktozy z jelit,
— prowadzą do glikogenolizy w wątrobie,
— powodują rozkład tłuszczów (zwiększenie stężenia cAMP w komórkach tłuszczowych) i zmniejszenie ilości cholesterolu we krwi,
— wzmagają syntezę białka,
— pobudzają wydzielanie hormonu wzrostu i ACTH,
— umożliwiają rozwój ośrodkowego układu nerwowego i wzrost szkieletu u płodu,
— pobudzają erytropoezę,
— wzmagają zużycie witamin i przekształcenie karotenu w witaminę A,
— powodują przewagę resorpcji nad tworzeniem kości,
— przyspieszają degradację kortyzolu, aldosteronu i hormonu wzrostu poprzez nasilenie przemian metabolicznych,
— hamują wydzielanie TSH i PRL.

Hormon komórek przypęcherzykowych c

kalcytonina: obniża stężenie jonów wapnia we krwi poprzez wbudowywanie go w kości.

Kalcytonina jest peptydem uwalnianym z ziarnistości związanych z błoną komórek przypęcherzykowych C pod wpływem jonów wapnia.

Zwiększenie stężenia jonów wapnia we krwi wywołuje uwalnianie hormonu hamowane przez zmniejszenie stężenia tego jonu. Przyjmowanie pokarmu i gastryna wzmagają uwalnianie kalcytoniny, która hamuje wydzielanie gastryny w sprzężenie ujemne.

Kalcytonina zmniejsza stężenie wapnia i fosforanów we krwi na skutek zahamowania resorpcji kości (hamowanie czynności osteoklastów). Kalcytonina ułatwia tworzenie kości i hamuje syntezę hormonalnej postaci witaminy D3 w nerkach. Wpływ kalcytoniny na nerki objawia się także wzrostem stężenia fosforanów, wapnia, magnezu, sodu i chlorków w moczu.

VII. HORMON GRUCZOŁÓW PRZYTARCZYCZNYCH

parahormon PTH: zwiększa stężenie wapnia we krwi, zmniejsza stężenie fosforanów we krwi.

Gruczoły przytarczyczne są konieczne do życia, gdyż ich usunięcie powoduje tężyczkę (drżenie mięśni, przyspieszenie oddechu, tachykardię, wzrost temperatury i niekiedy niemożność oddychania). Do tężyczki prowadzi zaburzenie równowagi między jonami potasu, wodorowęglanowymi i wodorofosforanowymi (wzrost ich stężenia) a jonami wapnia, magnezu i wodoru (zmniejszenie ich stężenia).

Parahormon jest peptydem produkowanym przez komórki główne gruczołów przytarczycznych.

Im stężenie jonów wapnia (lub magnezu) we krwi jest większe, tym wydzielanie PTH jest mniej nasilone. cAMP, agoniści receptorów β-adrenergicznych i prostaglandyny E pobudzają wydzielanie PTH.

PTH zmniejsza wydalanie jonów wapnia a wzmaga utratę fosforanów z moczem. Do zwiększenia stężenia wapnia w osoczu dochodzi również w wyniku zwiększenia resorpcji tego pierwiastka z kości.

PTH sprzyja syntezie aktywnej postaci witaminy D3 – 1,25(OH)2D3, która zwiększa wchłanianie wapnia z jelita cienkiego.

Degradacja PTH zachodzi w komórkach głównych przytarczyc (jeśli hormon nie musi by uwalniany do krwi) i w wątrobie (po uwolnieniu).

Hormony kręgowców – hormonalna postać witaminy D3 i hormony wysp trzustki

VIII. HORMONALNA POSTAĆ WITAMINY D3

Hormonalna postać witaminy D3 sprzyja mineralizacji i odnowie kości, utrzymuje stałe stężenie wapnia we krwi.

Skóra. Która część ciała jest najbardziej eksponowana na światło?

Cholekalcyferol jest wytwarzany w skórze ssaków pod wpływem promieni nadfioletowych światła słonecznego z 7-dehydrocholesterolu. Witamina D3 jest następnie transportowana ze swoistą globuliną wiążącą witaminę D (DBP) – składnik osocza krwi – do wątroby, gdzie w reticulum endoplazmatycznym gładkim hepatocytów pod wpływem 25-hydroksylazy ulega zamianie w prohormon 25-hydroksycholekalcyferol 25(OH)D3. Ten ostatni jest transportowany przez DBP do kanalików proksymalnych nerek i tam ulega zamianie w 1,25(OH)2D3 lub 24,25(OH)2D3. Pierwszy z wymienionych, powstający pod wpływem parahormonu lub utraty fosforanów z ustroju, bardziej aktywnie przyczynia się do nasilenia wchłaniania wapnia z przewodu pokarmowego. Z tego powodu jest uznawany za właściwy hormon.

1,25(OH)2D3 dyfunduje z nerek i łączy się z DBP.

Witamina D3 poprzez receptory wewnątrzkomórkowe wzmaga m.in. syntezę mRNA i DBP cytozolowego w komórkach nabłonka jelita. Dzięki temu enterocyty wchłaniają wapń bardziej wydajnie.

Witamina D3 ułatwia działanie PTH na kości.

IX. HORMONY WYSP TRZUSTKI

Hormony wysp trzustki to glukagon, insulina, hormon hamujący uwalnianie hormonu wzrostu (SRIF), polipeptyd trzustkowy (PP).

Regulacja poziomu glukozy.
Jak zmienia się „gra” hormonów, gdy stężenie glukozy we krwi maleje, a jak, kiedy wzrasta?

Dorzecze żyły wrotnej wątroby.
Jakie znaczenie ma przepływ krwi z jelit i trzustki do wątroby?

glukagon: zwiększa stężenie glukozy we krwi.

Glukagon jest 29-peptydowym produktem komórek A wysp trzustki. Prohormon składa się ze 179 aminokwasów.

Wydzielanie glukagonu jest pobudzane przez:
— zmniejszenie stężenia glukozy, zwiększenie stężenia aminokwasów lub wolnych kwasów tłuszczowych we krwi,
— pobudzenie układu współczulnego β-adrenergicznego (adrenalina, noradrenalina)
— zablokowanie receptorów α-adrenergicznych,
— cholecystokininę i gastrynę.

SRIF i insulina hamują wydzielanie tego hormonu na drodze parakrynnej (wpływ na sąsiednie komórki) lub endokrynnej (za pośrednictwem krwi).

Glukagon zwiększa stężenie cAMP w komórkach docelowych. Powoduje w ten sposób rozkład glikogenu w hepatocytach i triacylogliceroli w komórkach tkanki tłuszczowej oraz zwiększenie częstotliwości skurczów serca. Rozszerza mięśnie tętniczek, w tym naczyń wieńcowych, zwiększa przepływ krwi przez naczynia trzewne i obniża ciśnienie rozkurczowe krwi. Poza tym hamuje ruchliwość żołądka i wydzielanie żołądkowe i trzustkowe, a pobudza sekrecję żółci i wydzielanie jelitowe, a także filtrację kłębuszkową.

Glukagon jest czynnikiem pobudzającym uwalnianie insuliny.

Rozkład zachodzi w tkankach, głównie w wątrobie.
insulina: zmniejsza stężenie glukozy we krwi.

Insulina składa się z dwu prostych łańcuchów polipeptydowych: A (21 aminokwasów) i B (30 aminokwasów) połączonych dwoma mostkami dwusiarczkowymi. Powstaje z prekursora, który zawiera także peptyd sygnalny i peptyd łączący C.

Do wydzielania insuliny dochodzi pod wpływem następujących czynników:
— glukozy, mannozy, fruktozy, pirogronianu, fumaranu, kwasów tłuszczowych, aminokwasów i ciał ketonowych,
— hormonu wzrostu, glikokortykosteroidów, cholecystokininy, sekretyny, peptydu hamującego czynność żołądka i glukagonu,
— agonistów receptorów β-adrenergicznych,
— acetylocholiny.

Działanie hamujące na wydzielanie insuliny wywiera somatostatyna SRIF, adrenalina i noradrenalina, agoniści receptorów α-adrenergicznych i insulina – zwrotnie.

W sposób bezpośredni insulina wpływa na zwiększenie transportu błonowego glukozy (wbudowywanie transporterów GLUT – transport ułatwiony), jonów potasu (zwiększenie aktywności pompy sodowo-potasowej – transport czynny) i aminokwasów do komórek docelowych, którymi są komórki mięśniowe, komórki tłuszczowe, leukocyty, fibroblasty, komórki przysadki i inne.

Insulina stymuluje syntezę białek i hamuje ich rozpad. Pobudza syntezę RNA i translację.

Dzięki wpływowi na kluczowe enzymy szlaków metabolicznych, insulina pobudza syntezę glikogenu i glikolizę, a hamuje proces glukoneogenezy i glikogenolizy.

Hamowanie mobilizacji i uwalniania kwasów tłuszczowych przez insulinę jest antagonizmem w stosunku do działania adrenaliny i glukagonu. Insulina wykazuje hamujący wpływ na cyklazę adenylanową i hormonowrażliwą lipazę w adipocytach. Wzmaga natomiast lipogenezę z glukozy i octanu. Aktywowana przez insulinę lipaza lipoproteinowa odczepia kwasy tłuszczowe od chylomikronów lub lipoprotein krwi dzięki czemu kwasy te mogą przedostawać się do komórek tłuszczowych.

Proteoliza insuliny zachodzi w tkankach, szczególnie w wątrobie i nerkach.
hormon hamujący uwalnianie hormonu wzrostu tożsamy z hormonem podwzgórza: prawdopodobnie hamuje uwalnianie innych hormonów wysp.
polipeptyd trzustkowy: prawdopodobnie hamuje czynność wewnątrzwydzielniczą trzustki.

Hormony kręgowców – hormony związane z rozrodem

X. HORMONY ZWIĄZANE Z ROZRODEM

Do hormonów bezpośrednio związanych z rozrodem należą FSH, LH, PRL, OXY, androgeny i estrogeny, progesteron, ludzka gonadotropina kosmówkowa oraz laktogen łożyskowy.

Szczególnej uwagi wymaga zagadnienie powstawania estrogenów i progesteronu w różnych narządach ciała osobników płci żeńskiej i męskiej.

Hormony jąder

androgeny (testosteron, androsteron): wpływają na dojrzewanie plemników, stymulują rozwój narządów płciowych i drugorzędowych cech płciowych samca, wpływają na płciowe cechy zachowania samca.

Komórki śródmiąższowe jądra są zdolne do syntezy cholesterolu z octanów. Esteraza cholesterolowa katalizuje przemianę cholesterolu do pregnenolonu, który w dwojaki sposób może ulec przekształceniu do testosteronu.

Testosteron pobudza spermatogenezę i wpływa na wykształcenie i utrzymywanie się charakterystycznej dla osobników płci męskiej budowy ciała i owłosienia. Jest czynnikiem pobudzającym wzrost komórek mięśni szkieletowych.
estrogeny: kształtują chłopięcy stereotyp zachowania.

Estrogeny są produkowane w niewielkich ilościach w kanalikach nasiennych jąder.

Przyczyniają się do kształtowania chłopięcego stereotypu zachowania i wzrostu neuronów oraz powstawania połączeń między nimi u płodów płci męskiej.
relaksyna

Relaksyna pobudza angiogenezę, rozszerza naczynia krwionośne i hamuje nadmierne wytwarzanie tkanki łącznej.

Hormony jajników

Jajnik. Kiedy powstaje i gdzie się znajduje ciałko żółte?

Cykl miesiączkowy. Jaki jest udział hormonów przysadki w cyklu miesiączkowym?

estrogeny (estradiol 17β, estron, estriol, 2-hydroksyestron): wpływają na rozwój narządów rozrodczych samic, regulują cykl płciowy, wpływają na rozwój drugorzędowych cech płciowych i płciowe cechy zachowania samicy.

Estrogeny są wytwarzane przez komórki ziarniste pęcherzyków jajnikowych i komórki śródmiąższowe jajnika. W czasie ciąży również komórki syncytiotrofoblastu (kosmówka) produkują te hormony. Nieznaczne ilości powstają w komórkach warstwy siatkowatej kory nadnerczy.

Najbardziej aktywnym spośród tej grupy hormonów jest estradiol.

Estrogeny pobudzają rozwój jajników, wykształcają i podtrzymują drugorzędowe cechy płciowe oraz regulują cykl płciowy. Powodują wzrost gruczołów macicznych i wzmagają podziały komórek. Stymulują rozwój przewodów mlecznych. Estradiol wyzwala szczyt LH – sprzężenie zwrotne dodatnie – oraz wraz z FSH przyczynia się do pojawiania się receptorów dla LH w komórkach ziarnistych.
progesteron: reguluje cykl płciowy, przygotowuje macicę do ciąży, utrzymuje ciążę, wpływa na rozwój gruczołu mlecznego.

Progesteron powstaje w komórkach luteinowych ciałka żółtego z cholesterolu przekształcanego w pregnenolon. W czasie ciąży syntezę progesteronu przeprowadzają również komórki syncytiotrofoblastu kosmówki.

Progesteron przygotowuje błonę śluzową macicy do przyjęcia zarodka i utrzymuje macicę w stanie zdolnym do pełnienia swych funkcji podczas ciąży. Blokuje działanie oksytocyny i podwyższa temperaturę ciała. Progesteron zwiększa wydalanie sodu. Hormon ten przygotowuje również gruczoły mleczne do wydzielania mleka.
relaksyna: rozluźnia więzadła miednicy i spojenie łonowe w czasie porodu.

Relaksynę wytwarzają komórki paraluteinowe ciałka żółtego.

Jest to hormon peptydowy, który wraz z progesteronem prowadzi do powstania doczesnej (jest to zmodyfikowana błona śluzowa macicy utrzymująca bliski kontakt z kosmówką płodu). Relaksyna indukuje waskulo- i angiogenezę, tj. powstawanie nowych i rozwój istniejących naczyń krwionośnych.

Relaksyna rozluźnia więzadła miednicy i spojenie łonowe w czasie porodu.

Hormony łożyska

ludzka gonadotropina łożyskowa (hCG): utrzymuje ciałko żółte, powoduje wydzielanie testosteronu przez jądra płodu, stymuluje pracę nadnerczy i przemianę androgenów w estrogeny, wpływa na ograniczanie odpowiedzi układu immunologicznego matki na struktury płodu w czasie ciąży.

hCG jest glikoproteiną, która:
— utrzymuje ciałko żółte i przekształca go w ciałko żółte ciążowe,
— powoduje wydzielanie testosteronu przez jądra płodu,
— stymuluje strefę płodową nadnerczy,
— pobudza przemianę androgenów w estrogeny w łożysku,
— wpływa na immunosupresję podczas ciąży.
laktogen łożyskowy (hPL): w niewielkim stopniu wpływa na utrzymanie ciałka żółtego, jest czynnikiem stymulującym dla gruczołów mlecznych i wykazuje działanie mlekotwórcze

Rozwój zarodka od zapłodnienia do implantacji w ścianie macicy

hPL składa się z 191 aminokwasów i wykazuje podobieństwo do hormonu wzrostu i prolaktyny.

Jest wytwarzany od piątego tygodnia ciąży. W niewielkim stopniu wpływa na utrzymanie ciałka żółtego i podobnie jak hormon wzrostu wykazuje działanie anaboliczne polegające na nasilaniu syntezy białek i uwalnianiu wolnych kwasów tłuszczowych. Dzięki temu zużycie glukozy zmniejsza się. hPL jest czynnikiem tropowym dla gruczołów mlecznych i podobnie jak prolaktyna, lecz w mniejszym stopniu, wzmaga wytwarzanie mleka.
progesteron: uzdalnia macicę do utrzymania ciąży, jest prekursorem hormonów steroidowych płodu

Łożysko. Jakie znaczenie ma szczególna lokalizacja łożyska?

Progesteron powstaje z cholesterolu w szeregu reakcji, w którym występuje produkt pośredni – pregnenolon. Progesteron w około 2/3 przechodzi do krwiobiegu matki. Pozostała część (wyłączając niewielki udział progesteronu rozkładanego w łożysku) trafia do krwi płodu.

Przechodzenie progesteronu z łożyska do macicy umożliwia wpływ tego hormonu na utrzymanie ciąży.

Progesteron jest dla płodu prekursorem kortyzolu, kortyzonu i aldosteronu, które powstają w korze nadnerczy płodu.

Testy sprawdzające

Hormony tkankowe i autakoidy – wybór

Substancje o działaniu hormonalnym są produkowane nie tylko w wydzielonych makroskopowo gruczołach. Wiele komórek różnych rodzajów tkanek wytwarza substancje o działaniu regulacyjnym. Zasięg działania tych substancji jest zróżnicowany, może być to najbliższe otoczenie wydzielającej substancję komórki, układ budowany przez tkankę, w której skład wchodzą dane komórki wydzielnicze albo struktury oddalone od tego układu w sensie lokalizacyjnym lub funkcjonalnym.

W związku z tym, aby traktować wymienione substancje jako hormony, definicję hormonu należy zmodyfikować, określając cechy hormonu w następujący sposób – hormon to substancja wydzielana przez komórki do otaczającego środowiska, które go transportuje do komórek docelowych posiadających swoiste dla danego hormonu receptory. Działanie hormonu polega na indukowaniu reakcji komórki docelowej, przy czym nie ulega on zużyciu w procesach metabolicznych komórek.

Poniżej zamieszczono krótką charakterystykę wybranych hormonów miejscowych (autakoidów) oraz hormonów tkankowych, których działanie nie zawsze ogranicza się do tkanki, z której omawiane hormony pochodzą.

cholecystokinina (pankreozymina) (CCK)

CCK jest produkowana przez komórki typu I przewodu pokarmowego. Działa pobudzająco na:
— wydzielanie soku trzustkowego,
— wydzielanie insuliny,
— wydzielanie żółci,
— skurcze pęcherzyka żółciowego.

Hamuje natomiast opróżnianie żołądka.
erytropoetyna

Powstaje w nerkach i wątrobie.

Głównym bodźcem do syntezy i wydzielania erytropoetyny jest zmniejszenie prężności tlenu w tkance.

Dostępność erytropoetyny jest koniecznym warunkiem erytropoezy. Tworzenie trombocytów jest także pobudzane przez tę substancję. Wpływa ona także na czynność komórek plazmatycznych i komórek LAK.
gastryna

Gastryna jest wytwarzana w komórkach G przewodu pokarmowego. Wzmaga wydzielanie kwasu solnego w żołądku i soku trzustkowego. Nasila ruchy jelita.
przedsionkowy peptyd natriuretyczny (ANP) (przedsionkowy czynnik natriuretyczny – ANF)

Powstaje w komórkach mięśnia przedsionków serca i jest uwalniany z ich ziarnistości pod wpływem rozciągnięcia ścian przedsionków.

ANP powoduje zwiększenie filtracji kłębuszkowej w nerkach, zwiększa diurezę i wydalanie sodu z moczem przez hamowanie pompy sodowo-potasowej w kanalikach nerkowych.

ANP rozszerza tętniczki doprowadzające nerek i duże żyły dzięki aktywacji cyklazy guanylanowej, co zwiększa stężenie cGMP w komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych.

Powyższe efekty oraz hamowanie uwalniania wazopresyny przyczyniają się do obniżenia ciśnienia krwi.
sekretyna

Sekretynę wytwarzają komórki S przewodu pokarmowego.

Pobudza skurcze pęcherzyka żółciowego oraz wydzielanie soku trzustkowego, żółci i insuliny. Wywiera hamujący wpływ na opróżnianie żołądka.
somatostatyna

Somatostatyna jest produkowana przez komórki D przewodu pokarmowego.

Hamuje wydzielanie:
— hormonu tyreotropowego,
— gastryny,
— insuliny,
— kwasu solnego,
— pepsyny,
— soku trzustkowego.
acetylocholina jako hormon żołądkowo-jelitowy

Acetylocholina aktywuje receptory cholinergiczne M błony mięśniowej, co wzmaga skurcze komórek mięśniowych.
bombezyna

Bombezyna powstaje w komórkach X i ECL przewodu pokarmowego.

Substancja ta wywołuje skurcze pęcherzyka żółciowego i oskrzeli oraz pobudza wydzielanie gastryny, soku trzustkowego i insuliny.
chemokiny

Chemokiny to substancje o budowie peptydowej wytwarzane przez wiele rodzajów komórek (leukocyty, fibroblasty, keratynocyty, komórki mięśniowe gładkie, komórki nabłonkowe zrębu grasicy, trombocyty, neurony).

Chemokiny są elementem aktywującym mechanizmy efektorowe odporności przeciwzakaźnej. Substancje z tej grupy cytokin biorą udział w różnicowaniu leukocytów, powstawaniu naczyń krwionośnych i odrzucaniu przeszczepu.
glicentyna

Glicentyna jest wytwarzana przez komórki L przewodu pokarmowego. Nasila glikogenolizę i wydzielanie insuliny.
histamina

Histamina jest uwalniana z ziaren komórek tucznych m.in. pod wpływem wiążącego się z immunoglobulinami E antygenu.

Receptor H1 działa poprzez przemiany fosfatydyloinozytolu, receptor H2 natomiast przez cAMP.

Histamina powoduje m.in. rozwój stanu zapalnego, zwiększenie przepuszczalności ścian naczyń krwionośnych, skurcz mięśni gładkich oskrzeli i wpływa na aktywność limfocytów i komórek NK.
interferony

Interferony to grupa cytokin wytwarzanych i uwalnianych przez leukocyty, fibroblasty i komórki dendrytyczne w odpowiedzi na zakażenie wirusowe. Mają budowę peptydową. IFN-β i IFN-γ zawierają w cząsteczkach także część węglowodanową, IFN-α – nie.

Syntezę interferonów indukują:
— zakażenie komórek przez wirusy,
— kontakt z bakteriami lub pierwotniakami,
— endotoksyna,
— polisacharydy oraz polinukleotydy,
— IL-1, IL-2, TNF.

Interferony oddziałują na receptory błonowe aktywujące kinazy tyrozynowe TYK2, JAK1 i JAK2, które fosforylują białka STAT1, STAT2, STAT3 i STAT5 biorące udział w przenoszeniu informacji do jądra komórkowego, tworząc czynniki transkrypcyjne.

Działanie interferonów polega na:
— aktywacji enzymów rozkładających jednoniciowy kwas rybonukleinowy RNA wirusów i komórek
— hamowaniu syntezy białek poprzez fosforylację podjednostki α czynnika inicjującego syntezę białka eIF-2
— aktywacji genu Mx, którego ekspresja prowadzi do powstania substancji hamującej replikację wirusa grypy
— degradacji wirusowego mRNA – aktywacji deaminazy adenozylowej, która dezaminuje adenozyny w dwuniciowym RNA wirusów,
dzięki czemu RNA wirusów o dwuniciowych cząsteczkach RNA traci funkcje
— hamowaniu wiązania niektórych wirusów z komórkami, penetracji oraz uwalnianiu kapsydu z otoczki
— wzmaganiu aktywności komórek cytotoksycznych (limfocyty T cytotoksyczne, komórki K, komórki NK) i makrofagów
niszczących komórki zakażone wirusami, bakterie, pierwotniaki i komórki nowotworowe
— nasilaniu ekspresji cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej
— indukcji ekspresji innych cytokin (np. IL-1, IL-6, TNF)
— zwiększeniu syntezy antygenów związanych z nowotworem, dzięki czemu komórki nowotworowe są łatwiej rozpoznawane
i bardziej wrażliwe na atak układu odpornościowego (z wyjątkiem komórek NK tegoż układu)
- uczestnictwie w różnicowaniu limfocytów B w komórki uwalniające przeciwciała biorące udział w immunofagocytozie
i cytotoksyczności zależnej od przeciwciał
— stymulacji komórek szeregu mieloidalnego w monocyty.
interleukiny

Jest to 37 substancji o różnorodnym działaniu. Dokładny opis wszystkich znanych interleukin wykracza poza ramy niniejszego opracowania. Niżej podano niektóre cechy kilku z nich.

Interleukina 1 (IL-1) to rodzina cytokin złożona z 10 różnych rodzajów interleukin. Powstająca głównie w monocytach i makrofagach IL-1 oddziałuje na wiele rodzajów komórek, regulując odpowiedź immunologiczną i procesy zapalne.

Induktorami IL-1 są lipopolisacharydy ścian bakterii gramujemnych, wirusy, drożdże, IL-1, IL-2, IL-3, IL-12, TNF i in.

IL-1 stymuluje:
- syntezę IL-2 i jej receptora przez limfocyty T,
— powstawanie i dojrzewanie leukocytów,
— wytwarzanie przeciwciał przez limfocyty B,
— czynność komórek dendrytycznych,
— proliferację fibroblastów i synowiocytów błony maziowej stawów i wydzielanie przez nie kolagenozy i prostaglandyn,
— syntezę niektórych białek ostrej fazy w wątrobie,
— resorpcję i przebudowę kości,
— katabolizm w komórkach mięśniowych,
— wzrost temperatury ciała, powoduje senność i jadłowstręt.

Stymulacja odpowiedzi immunologicznej i procesów zapalnych zachodzi przy jednoczesnej ich supresji, tj. pobudzenie reakcji obronnych organizmu jest ograniczane przez wzrost wytwarzania kortykoliberyny (podwzgórze) i kortykotropiny (przysadka), których efektem jest stymulacja syntezy glikokortykoidów, a te hormony reakcje obronne ograniczają.

Interleukina 2 (IL-2) wytwarzana przez limfocyty T pobudza rozwój limfocytów T i B oraz komórek NK. Wytwarzanie IL-2 hamują glikokortykosteroidy i cyklosporyna – lek immunosupresyjny.

Interleukina 6 (IL-6) powstaje w monocytach, makrofagach, fibroblastach, komórkach śródbłonka, limfocytach T i B, keratynocytach, chondrocytach i komórkach owodni.

IL-1, interferony, TNF, lipopolisacharydy i wirusy indukują wytwarzanie IL-6, która zwrotnie hamuje wydzielanie TNF.

IL-6 współuczestniczy w stymulacji limfocytów B do wytwarzania przeciwciał oraz aktywacji limfocytów T. Pobudza krwiotworzenie, podwyższa temperaturę ciała i działa neurotrofowo. IL-6 stymuluje wydzielanie kortykotropiny przez przysadkę.
jelitowy polipeptyd czynny naczyniowo (VIP) jako hormon żołądkowo-jelitowy

VIP jest wytwarzany przez komórki D1 przewodu pokarmowego.

VIP zmniejsza napięcie naczyń krwionośnych. Pobudza natomiast ruchy jelita i glikogenolizę oraz wydzielanie soku trzustkowego i insuliny.
motylina

Motylina powstaje w komórkach EC2 przewodu pokarmowego. Wzmaga motorykę jelit.
noradrenalina jako hormon żołądkowo-jelitowy

Noradrenalina pobudza receptory α-adrenergiczne błony miocytów gładkich przewodu pokarmowego, czego skutkiem jest osłabienie motoryki ściany jelit.
prostaglandyny PG

Prostaglandyny, cykliczne nadtlenki kwasu arachidonowego, działają w szerokim zakresie:
— wpływają na kurczliwość mięśniówki macicy i jelit (PG typu F wzmagają skurcze, natomiast PGE i PGI działają hamująco),
— wykazują złożony wpływ na syntezę hormonów steroidowych,
— wpływają na układ krążenia krwi,
— niektóre (PGF2) stymulują zanik ciałka żółtego,
— uczestniczą w owulacji i porodzie u kobiet oraz w transporcie nasienia i ejakulacji u mężczyzn.

PGD2 uczestniczy w zwiększaniu przepuszczalności i rozszerzaniu naczyń krwionośnych. PGD2 wywołuje skurcz oskrzeli we wczesnych etapach reakcji alergicznej, hamuje agregację trombocytów i wpływa na ruch granulocytów obojętnochłonnych.
serotonina powstająca w układzie pokarmowym

Powstaje w układzie pokarmowym (komórki EC1). Osłabia motorykę jelit i powoduje skurcze naczyń krwionośnych.
substancja P jako hormon żołądkowo-jelitowy

Substancja P, produkowana przez komórki EC1, zmniejsza napięcie naczyń krwionośnych i zwiększa wydzielanie śliny.
transformujący czynnik wzrostu TGF-β

TGF-β powstaje m.in. w makrofagach, neutrofilach, płytkach krwi i limfocytach i komórkach śródmiąższowych jąder.

TGF-β hamuje proliferację komórek (limfocytów B i T oraz komórek NK), wydzielanie wielu cytokin i immunoglobulin klasy M i G oraz ekspresję cząsteczek zgodności tkankowej. TGF-β stymuluje powstawanie naczyń krwionośnych i gojenie się ran. Pobudza wydzielanie FSH.
urogastron

Urogastron jest wytwarzany w gruczołach podśluzowych dwunastnicy (Brunnera). Zmniejsza produkcję kwasu solnego.
żołądkowy wielopeptyd hamujący (GIP)

Właściwością tej substancji, produkowanej przez komórki K przewodu pokarmowego, jest zmniejszanie wydzielania soku żołądkowego i nasilanie wydzielania insuliny.

Neurohormony, neuromodulatory i neuroprzekaźniki

NEUROHORMONY I NEUROMODULATORY

Neurohormony to substancje produkowane przez neurony podwzgórza i transportowane przez krew lub płyn mózgowo-rdzeniowy. Są nimi m.in. wazopresyna, somatostatyna, prolaktyna i ACTH. Neurohormony mogą działać na odległe od miejsca ich wytwarzania neurony, modulując efekty działania neuroprzekaźników.

Neuromodulatorami, do których należą m.in. substancja P, neuropeptyd Y i jelitowy polipeptyd czynny naczyniowo (VIP), są substancje uwalniane zazwyczaj wraz z neuroprzekaźnikami. Wpływają na pobudliwość neuronów tworzących synapsę, do której zostaja wydzielone.

NEUROPRZEKAŹNIKI

Neuroprzekaźniki przenoszą informacje między komórkami nerwowymi. Uwalniane do synaps przez komórki przedsynaptyczne wzbudzają potencjały czynnościowe komórek odbierających sygnały.

acetylocholina powstaje z choliny i acetylokoenzymu A. Przekazuje impulsy nerwowe w układzie przywspółczulnym i ośrodkowym układzie nerwowym. Jej działanie, oparte na interakcji z receptorami muskarynowymi i nikotynowymi, ma znaczenie w procesach ruchowych, poznawczych, pamięci, regulacji ciśnienia tętniczego, snu i czuwania.

Acetylocholina w ośrodkowym układzie nerwowym hamuje wydzielanie noradrenaliny, kwasu γ-aminomasłowego i własne.
dopamina jest aminą katecholową, która za pomocą receptorów dopaminergicznych reguluje aktywność ruchową, procesy emocjonalne, hamuje łaknienie i pobudza ośrodek wymiotny. Dopamina hamuje wydzielanie własne oraz acetylocholiny, noradrenaliny i β-endorfin oraz prolaktyny. Pobudza natomiast wydzielanie hormonu wzrostu.
noradrenalina to amina katecholowa, która pośredniczy w przekazywaniu impulsów w układzie nerwowym współczulnym i ośrodkowym. Za pomocą receptorów adrenergicznych noradrenalinauczestniczy w procesach uczenia się, pamięci i emocjach. Reguluje aktywność ruchową i czucie bólu. Hamuje łaknienie. Wpływa na wydzielanie wazopresyny, hamuje wydzielanie hormonu uwalniającego hormon adrenokortykotropowy, serotoniny, dopaminy i własne. Pobudza wydzielanie hormonu wzrostu.
serotonina jest pochodną tryptofanu. Działa na kilka typów receptorów. Reguluje aktywność neuronalną i motoryczną, czynności bioelektryczne mózgu, stany emocjonalne i hamuje łaknienie i czucie bólu. Wpływa na wydzielanie neuroprzekaźników i hormonów, działając pobudzająco na komórki wydzielające hormon adrenokortykotropowy, hormon wzrostu i prolaktynę, hamuje natomiast uwalnianie gonadotropin, hormonu tyreotropowego i neuroprzekaźników np. noradrenaliny, dopaminy, substancji P i własne.
kwas gamma-aminomasłowy działa, za pośrednictwem receptorów gabaergicznych, hamująco na wiele procesów zachodzących w mózgu i reguluje napięcie mięśni.