2.44. Organizm pod kontrolą hormonów Opracowała Bożena Smolik Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska

Składa się z wielu narządów działających jak skomplikowane mechanizmy. Organizm człowieka z pewnością można zaliczyć do najdoskonalszych „maszyn” na Ziemi. Składa się z wielu narządów działających jak skomplikowane mechanizmy. Ich praca i współdziałanie są uwarunkowane wieloma ważnymi czynnikami, wśród których wyróżnić można dostarczane do organizmu: - witaminy, - mikroelementy, - związki mineralne. Współdziałanie narządów i układów jest pod kontrolą układu nerwowego i hormonalnego, które zapewniają sprawną łączność odległych nawet struktur. Tymi łącznikami są hormony.

Specyfika hormonów Hormon jest to substancja wydzielana przez komórki gruczołowe do otaczającego je środowiska (płyn zewnątrzkomórkowy, krew, chłonka). Z otaczającego komórkę środowiska hormon jest transportowany do komórek docelowych. Z komórkami docelowymi hormon reaguje za pośrednictwem swoistych receptorów. Działanie hormonu na komórki docelowe wywołuje swoistą reakcję biochemiczną, w konsekwencji fizjologiczną lub morfologiczną. Działając na komórki docelowe, hormon nie podlega zużyciu, ani jako źródło energii, ani jako produkt metabolizmu. We wszystkich etapach życia człowieka, od poczęcia do wieku podeszłego, hormony odgrywają znaczną, a często decydującą rolę w prawidłowym rozwoju.

Gruczoły dokrewne Za produkcję hormonów odpowiedzialne są gruczoły dokrewne. Gruczoły dokrewne są gruczołami wydzielania wewnętrznego, czyli nie mają przewodów wyprowadzających. Należą do nich: przysadka mózgowa, szyszynka, tarczyca i gruczoły przytarczyczne, grasica, nadnercza, trzustka, gruczoły płciowe (jądra i jajniki).

PRZYSADKA MÓZGOWA Poprzez hormony kieruje pracą innych gruczołów. Przysadka mózgowa pełni nadrzędną rolę w stosunku do innych gruczołów. Poprzez hormony kieruje pracą innych gruczołów. Przysadka jest bezpośrednio kierowana przez podwzgórze. Podwzgórze stanowi łącznik pomiędzy układem nerwowym i hormonalnym.

Hormony przysadki mózgowej Somatotropina – hormon wzrostu. Wpływa na wzrost kości długich, transport aminokwasów, metabolizm. Niedobór tego hormonu u dzieci powoduje karłowatość, a nadmiar gigantyzm. Nadmiar hormonu u dorosłych wywołuje akromegalię – przerost i zniekształcenie kości długich. Prolaktyna – powoduje wydzielanie mleka. Hormony tropowe – wpływające na pracę gruczołów dokrewnych: tyreotropina- pobudza wydzielanie tyroksyny przez tarczycę, adrenokortykotropina - pobudza wydzielanie hormonów przez korę nadnerczy, gonadotropina - pobudza rozwój i czynności gonad: jajników oraz jąder.

Szyszynka Melatonina – hormon szyszynki, odpowiedzialny jest za: prawidłowe funkcjonowanie tak zwanego zegara biologicznego odpowiada za cykl spania oraz czuwania powoduje skupianie się ziaren barwnika, melaniny opóźnia dojrzewanie płciowe Wytwarzanie melatoniny jest uzależnione od dostępu do światła. Jeżeli śpiący człowiek jest oświetlony, to wówczas spada uwalnianie melatoniny. Obecność jej receptorów została potwierdzona naukowo już u ludzkich płodów. U niemowląt powyżej wspomniany cykl zaczyna nabiera kształtów dopiero w mniej więcej dwudziestym tygodniu ich życia. Wcześniej tak młode organizmy praktycznie wcale nie wytwarzają melatoniny. W miarę upływu czasu organizm się starzeje, a co za tym idzie - postępuje proces zwapnienia szyszynki. Przekłada się to na zmniejszanie ilości produkowanej melatoniny. Z tego właśnie powodu ludzie starsi bardzo często cierpią na problemy związane z bezsennością, wstają o wczesnych godzinach, a spanie wychodzi im lepiej w ciągu dnia aniżeli w nocy.

HORMONY TARCZYCY i PRZYTARCZYC TYROKSYNA i trójjodotyronina hormony te zawierają w swoich cząsteczkach 4 lub 3 atomy jodu. Wzmagają tempo przemiany materii w większości tkanek organizmu. Ich wydzielanie zwiększa się pod wpływem zimna oraz w stanach wzmożonego napięcia emocjonalnego.  PARATHORMON hormon peptydowy wydzielany przez przytarczyce. Jest niezbędny do życia. zwiększa uwalnianie wapnia z kości stymuluje przemianę komórek kościotwórczych hamuje wydzielanie wapnia przez nerki zwiększa wydalanie fosforanów i wzmaga syntezę wit. D3 (kalcytriolu) w nerkach Niedobór parathormonu powoduje tężyczkę – groźną chorobę, w wyniku której następuje nadmierna pobudliwość skurczowa mięśni.    KALCYTONINA hormon peptydowy wydzielany przez tarczycę i przytarczyce. zwiększa odkładanie wapnia i fosforanów w kościach hamuje wydzielanie witaminy D3 w nerkach

Grasica Grasica wydziela hormon - tymozynę. Tymozyna wpływa na niektóre reakcje odpornościowe, między innymi pobudza powstawanie limfocytów T. Po okresie pokwitania grasica stopniowo zanika.

TRZUSTKA Trzustka to duży gruczoł położony w górnej części jamy brzusznej między śledzioną a dwunastnicą. Z jednej strony zachowuje się jak gruczoł wydzielania zewnętrznego, a z drugiej jak gruczoł dokrewny. Jako gruczoł dokrewny wydziela dwa hormony: - insulinę , która obniża poziom cukru we krwi - glukagon - podwyższa poziom cukru we krwi Hormony te działają antagonistycznie ( przeciwstawnie) i odpowiadają za utrzymanie stałego poziomu glukozy we krwi. Dzięki nim wszystkie komórki otrzymują odpowiednia ilość pokarmu.

HORMONY TRZUSTKI INSULINA GLUKAGON hormon działający na przemianę materii w różnych tkankach, zwiększa transport glukozy do wnętrza tkanek przez błonę śluzową, zwiększa syntezę białek w mięśniach szkieletowych, powoduje wzrost syntezy tłuszczów w tkance tłuszczowej, wydzielanie insuliny zwiększa się po jedzeniu, zmniejsza się pod wpływem głodu oraz np. podczas wysiłku fizycznego, niedobór insuliny lub zmniejszona wrażliwość tkanek na jej działanie powodują cukrzycę. GLUKAGON hormon działający głównie na wątrobę, zwiększa tempo uwalniania glukozy do krwi, pobudza rozkład białek, zwiększa rozkład tłuszczów, wzmaga siłę skurczów serca, wydzielanie glukagonu obniża się po spożyciu węglowodanów, wzrasta po spożyciu białek i tłuszczu, podczas głodu, podczas wysiłku fizycznego i różnych sytuacjach stresowych.

Cukrzyca Co może naprowadzić nas może na rozpoznanie cukrzycy? Objawy kliniczne czyli to co odczuwamy: ogólne zmęczenie, osłabienie, senność, częste oddawanie moczu, wzmożone pragnienie, wzmożony apetyt, chudnięcie (spadek masy ciała), zaburzenia widzenia, zaparcia, świąd skóry. Wyniki badania krwi. Co to jest cukrzyca ? Cukrzyca jest to schorzenie (zaburzenie przemiany materii), które nie pozwala ludziom prawidłowo zużywać: cukru (węglowodanów), białka, kwasów nukleinowych, tłuszczy Cukrzyca to nie tylko zła przemiana cukru. Chorzy na cukrzycę muszą regularnie badać poziom cukru we krwi. Służy do tego glukometr.

Nadnercza Gruczoły te leżą na szczytach nerek. Składają się z dwóch warstw - kory i rdzenia nadnerczy. Kora nadnerczy wydziela grupę hormonów zwanych kortykosterydami. Wpływają na przemianę materii, gospodarkę wodną i mineralną ustroju – głównie sodu i potasu. Rdzeń nadnerczy wydziela adrenalinę zwaną hormonem strachu. Poprzez pobudzenie układu współczulnego oraz metabolizmu wpływa na rozszerzenie naczyń krwionośnych - tętnic wieńcowych i mięśniowych , zwiększa częstość skurczów serca, podwyższa ciśnienie krwi, rozszerza oskrzela i zwiększa tempo oddechu, podwyższa poziom glukozy we krwi, przyspiesza rozkład tłuszczów, poprawia przytomność umysłu. Adrenalina wydzielana jest pod wpływem silnych emocji, stresu. Noradrenalina wykazuje do niej działanie antagonistyczne.

Adrenalina Adrenalina to zdecydowanie jeden z najbardziej znanych hormonów. Jest to pierwszy w historii hormon, jaki udało się wyizolować. Dokonał tego polski naukowiec, Napoleon Cybulski. Miało to miejsce w połowie lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Kilka lat później opracowane zostały sztuczne metody jej wytwarzania. O adrenalinie słyszy się zawsze w połączeniu z sytuacjami stresującymi. Jest to bowiem hormon, który w tym mechanizmie odgrywa rolę najważniejszą. To on decyduje o tym, że człowiek potrafi w sytuacjach stresu, zagrożenia, niebezpieczeństwa i tym podobne reagować w błyskawiczny sposób. Każdy z pewnością niejednokrotnie doświadczył takiego uczucia i zna jego objawy - to przede wszystkim bardzo szybkie bicie serca. Adrenalina znajduje zastosowanie we współczesnej medycynie, dla przykładu przy reanimacji, gdzie podawana jest w formie dożylnej i działa szybko.

Jajniki Jajniki oprócz wytwarzania komórek jajowych wydzielają również hormony: estrogeny – powodują rozwój żeńskich cech płciowych, popęd płciowy, regulują cykl menstruacyjny, progesteron – odpowiada za przygotowanie macicy do przyjęcia zarodka, kontroluje przebieg ciąży, relaksyna - hamuje skurcze mięśni macicy; rozluźnia spojenie łonowe w czasie porodu.

Estrogeny Estrogeny są hormonami płciowymi. Określane są one mianem hormonów żeńskich, a to z tego względu, iż zdecydowanie najważniejsze są w organizmach kobiet. Nie oznacza to jednakże, że nie są potrzebne również i w męskich organizmach. Jeśli jest ich za mało, mężczyzna może stać się bezpłodny. Estrogeny mają sterydową budowę. Za regulowanie produkcji estrogenów odpowiedzialność ponosi tak zwany hormon folikulotropowy, który z kolei wydzielany jest w przysadce mózgowej. Gdy kobieta przechodzi menopauzę, ilość estrogenów w jej organizmie maleje - dlatego panie w tym wieku odczuwają bardzo wiele niedogodności i zaleca się im zażywanie preparatów zawierających estrogeny. Hormony te mają bardzo duży wpływ na cały szereg rozmaitych funkcji i procesów zachodzących w organizmie, przede wszystkim kobiecym. Przede wszystkim kształtują uwarunkowania anatomiczne oraz decydują o takich, a nie innych cechach płciowych. Ponadto w niektórych procesach odpowiadają za czynności, takie jak gospodarka lipidowa.

Jądra Są to narządy rozrodcze męskie będące jednocześnie gruczołami wydzielania dokrewnego. Znajdują się w worku mosznowym. Wydzielają hormony androgeny (testosteron), które pobudzają rozwój zewnętrznych narządów płciowych męskich; determinują męską sylwetkę oraz owłosienie i zachowanie typu męskiego.

Testosteron Testosteron jest hormonem płciowym zaliczanym do androgenów. Jest jednocześnie podstawowym steroidowym hormonem męskim. Za jego produkowanie odpowiedzialne są komórki Leydiga jąder, ponadto również w bardzo małych ilościach testosteron jest produkowany przez łożysko, jajniki oraz korę nadnerczy. W rozmaitych terapiach medycznych zastosowane często znajdują różne pochodne tego hormonu - mowa w tym miejscu o estrach, stosuje się je albo w postaci środków doustnych, albo w formie zastrzyków. Testosteron jest hormonem odpowiadającym za szereg niesamowicie istotnych rzeczy. Przede wszystkim kształtuje płeć i cechy o charakterze płciowym - również tych wtórnych, a zatem dla przykładu jest odpowiedzialny za taką, a nie inną budowę ciała, rodzaj owłosienia i tym podobne. Testosteron wpływa również na zwiększenie popędu płciowego. Podnosi poziom cholesterolu we krwi - z tego powodu mężczyźni są bardziej narażeni na zachorowanie na miażdżycę.

Endorfiny Endorfiny są hormonami, o których zrobiło się głośno szczególnie w ostatnim czasie. Odpowiedzialne są za dobre samopoczucie oraz poczucie zadowolenia z siebie, z tego właśnie powodu określane są mianem hormonów szczęścia. Ponadto wpływają również na zmniejszenie odczuwania bólu. Odpowiadają za wszelakie euforyczne stany. Endorfiny produkowane są zarówno w mózgu, jak też w rdzeniu kręgowym. Można niekiedy spotkać się z nazywaniem ich mianem wewnętrznej morfiny, albowiem charakteryzują się działaniem podobnym do działania tego narkotyku. W przeciwieństwie jednakże do narkotyków, są zdecydowanie bardziej bezpieczne dla organizmu. Istnieje bardzo wiele bodźców, które przekładają się na wydzielanie przez organizm endorfin Można wymienić chociażby sytuacje wywołujące zagrożenie, niedotlenienie czy też śmiech (nawet samo myślenie o nim).

Sprzężenie zwrotne Układ hormonalny jest bardzo często regulowany na zasadzie "sprzężenia zwrotnego". Najlepiej ilustruje to przykład działania przysadki mózgowej i tarczycy: Niski poziom tyroksyny we krwi pobudza przysadkę mózgową do wydzielania tyreotropiny. Wysoki poziom tyroksyny hamuje wydzielanie tego hormonu przez przysadkę co automatycznie obniża produkcję hormonów tarczycy.

Zasada działania ujemnego sprzężenia zwrotnego hamuje Działa na tkanki pobudza Gruczoł dokrewny A Hormon 1 Hormon 2 Gruczoł dokrewny B

Homeostaza Homeostaza jest to zdolność organizmu do utrzymywania względnie stałego środowiska wewnętrznego. Homeostaza jest możliwa tylko dzięki współdziałaniu wszystkich narządów i układów. Pierwszorzędną rolę w tej współpracy odgrywa regulacja nerwowo-hormonalna, czyli utrzymanie na wymaganym poziomie: ciepłoty ciała, ciśnienia krwi, kwasowości i objętości płynów ustrojowych, stężenia różnych składników chemicznych np. utrzymanie stałego poziomu stężenia glukozy we krwi.

Zadania Który z hormonów jest odpowiedzialny za pełną mobilizację organizmu do walki lub ucieczki? Napisz, jaki proces zajdzie w trzustce, gdy człowiek przez dłuższy czas nie będzie jadł mimo uczucia głodu. Zaznacz prawidłowe zakończenie zdania. Za pobudzenie tarczycy do wydzielania tyroksyny odpowiada A. adrenalina. B. hormon tropowy (tyreotropina, TSH). C. glukagon. D. parathormon.

Zadania 4. Zaznacz problem badawczy dotyczący doświadczenia, którego wyniki przedstawiono na wykresie. A. Jak zmienia się poziom glukagonu między posiłkami? B. Poziom glukagonu po posiłku wzrasta. C. Ilość glukagonu we krwi zależy od ilości posiłków w ciągu dnia. D. Poziom glukagonu między posiłkami nie zmienia się.

Zadania 5. Nazwij gruczoły zaznaczone na schemacie numerami 3 i 4.

Źródła W.Lewiński,J.Prokop, Biologia1, OPERON 2004r. B.Klimuszko, Biologia I, ŻAK,2000r. D.Cichy,I.Żeber-Dzikowska,DEBIT 2000r. B.Potocka,W.Górski, Biologia, MAC Edukacja 2003r. J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, OPERON 2007r. Z.Sendecka i wsp., Vademecum, Operon, 2008r. W.Gołda,J.Wardas, Biologia, Nowa Era 1994r. materiały „Puls życia 2”, Nowa Era 2009r.