. UKŁAD HORMONALNY
RODZAJE;
h. uwalniające podwzgórza RH
PRH - h. uwalniający prolaktynę - PRL
TRH - h. uwalniający h. tyreotropowy (tyreoliberyna) - TSH
CRH - h. uwalniający h. adrenokortykotropowy (kortykoliberyna) - ACTH
GnRH - h. uwalniający gonadotropiny
GHRH - h. uwalniającyy h. wzrostu - GH
h. hamujące podwzgórza IH
PIH - h. hamujący uwalnianie prolaktyny
GHIH - h. hamujący uwalnianie h. wzrostu - GH
h. przedniego płata przysadki mózgowej
PRL - prolaktyna
TSH - h. tyreotropowy
ACTH - h. adrenokortykotropowy
GH - h. wzrostu
FSH - h. folikulotropowy
LH - h. luteinizujący
h. gruczołów obwodowych
tyrozyna (T4), trijodotyronina (T3)
kortyzol
IGF1, 2 - insulinopodobny czynnik wzrostu 1 i 2
estrogeny/androgeny
mechanizm działania:
hormony tropowe: Wśród hormonów można wyróżnić grupę, której zadaniem jest regulacja czynności innych hormonów. Na przykład hormon tyreotropowy (TSH) wydzielany przez przedni płat przysadki mózgowej wpływa na zwiększenie wydzielania hormonów tarczycowych - tyroksyny , a także trójjodotyroniny. Poza tym TSH wpływa na zwiększenie ukrwienia gruczołu tarczowego, a także taką przebudowę strukturalną pęcherzyków tarczycowych, która pozwala sprostać wymogom zwiększonej czynności hormonalnej. Tę grupę nadrzędnych "nadzorców" nad innymi gruczołami dokrewnymi nazywamy hormonami tropowymi.Nad hormonami tropowymi kontrolę sprawuje wyższe piętro nadzoru. Znajduje się ono w części mózgu nazywanej podwzgórzem. Podwzgórze produkuje hormony uwalniające i hamujące, które wpływają na wzrost lub spadek wydzielania hormonów tropowych produkowanych przez przysadkę. I tak, istnieje tyreoliberyna powodująca uwalnianie (zwiększenie wydzielania) hormonu tropowego - TSH (hormon tyreotropowy), a także somatostatyna, która zmniejsza wydzielanie hormonu wzrostu przez komórki przysadki mózgowe.
Mechanizm uwalniania: Ogólnym mechanizmem działającym w obrębie układu hormonalnego jest ujemne sprzężenie zwrotne. Produkt wydzielany przez dany gruczoł dokrewny np. tarczycę - czyli tyroksyna (T4) (a także bezpośrednio trójjodotyronina), wpływa hamująco na gruczoł dokrewny nadzorczy czyli przysadkę mózgową. Powoduje to spadek wydzielania TSH przez przysadkę i z kolei hormonów tarczycy. Spadek nie może przekroczyć pewnej określonej granicy, gdyż wówczas ujemny wpływ maleje, co pozwala na ponowne produkowanie większych ilości TSH. Jest to element homeostazy i system ten działając we wzajemnym sprzężeniu, utrzymuje równowagę hormonalną organizmu.
Hormon tarczycy:
Tarczyca wytwarza i wydziela do krwi hormony trójjodotyroninę (T3) i tyroksynę (T4). Hormony te sterują przemianą materii we wszystkich narządach i tkankach organizmu. Do produkcji hormonów tarczyca potrzebuje wystarczających ilości jodu, który organizm przyswaja z pożywienia i powietrza (jod jest pierwiastkiem lotnym). I tak np. masa jodu w tyroksynie stanowi 65% masy hormonu, natomiast w trójjodotyroninie ok. 59%. Daje to nam pojęcie o tym, jak ważny jest jod dla prawidłowej funkcji hormonalnej tarczycy.
Hormony tarczycowe mają wielokierunkowy wpływ na wzrost i rozwój ustroju oraz na metabolizm, czyli przemianę materii.
W okresie rozwoju regulują one wzrost tkanek i powstawanie niektórych enzymów komórkowych, pobudzają dojrzewanie centralnego układu nerwowego i układu kostnego. Oddziałując na przemianę materii i funkcję różnych komórek, hormony tarczycowe odgrywają ogromną rolę w pracy układu pokarmowego, serca, mięśni i układu nerwowego. Praktycznie mają znaczenie dla sprawności całego organizmu. Niedoczynność tarczycy, najczęściej spowodowana niedoborem jodu w organizmie, (ale może też być pooperacyjna czy pozapalna) ma implikacje kliniczne zależne od wieku chorego. Wrodzona niedoczynność tarczycy (tzw. kretynizm tarczycowy) prowadzi do ciężkich zaburzeń rozwoju organizmu, w tym do niedorozwoju centralnego układu nerwowego. Nadczynność tarczycy może być spowodowana uogólnionym rozrostem tkanki gruczołowej (wole nadczynne), guzkiem (przeważnie tzw. gorącym) wydzielającym zbyt dużo hormonów lub wczesną fazą zapalenia gruczołu tarczowego. Niedoczynność tarczycy w późniejszym wieku objawia się przyrostem masy ciała (wskutek spowolnienia przemiany materii), nagromadzeniem substancji śluzowatych w tkance podskórnej (tzw. obrzęk śluzowaty) z charakterystycznym wyrazem twarzy (twarz "nalana", amimiczna), wypadaniem włosów. Pacjenci z niedoczynnością tarczycy skarżą się na stałe uczucie chłodu, zaparcia, senność, suchość i szorstkość skóry. Mają obniżoną temperaturę ciała. W badaniu stwierdza się zwolnione tętno. Chory z nadczynnością tarczycy to jakby przeciwieństwo chorego z niedoczynnością: szczupły, często wręcz wychudzony i nadal chudnący, stale mu ciepło, ma podwyższoną temperaturę ciała (stan podgorączkowy), skarży się na biegunki, nerwowość, labilność emocjonalną (łatwo się denerwuje, miewa bez powodu obniżony nastrój), drżenie rąk, kołatanie serca. W wyglądzie pacjenta zwraca uwagę wygładzona, cienka i wilgotna skóra, błyszczące oczy, a w przypadku postaci nadczynności tarczycy zwanej chorobą Gravesa - Basedowa - wytrzeszcz oczu.
Hormony trzustki:
funkcja egzokrynna, czyli wydzielanie zewnętrzne.
Funkcję endokrynną, czyli produkcję i wydzielanie do krwi hormonów, pełnią komórki zgrupowane w niewielkich skupiskach zwanych wyspami Langerhansa. Wyspy te są rozrzucone w całym narządzie, jest ich około miliona, a ich łączna masa stanowi zaledwie 2% masy całego gruczołu.
W obrębie wysp Langerhansa wyróżniono 3 rodzaje komórek: A, B, i D. W komórkach A wytwarzany jest glukagon, w komórkach B insulina, w D-somatostatyna.
Wszystkie hormony produkowane przez trzustkę są ważne dla organizmu, bowiem współpracują w utrzymaniu równowagi biochemicznej. I tak np. przeciwstawne oddziaływanie insuliny i glukagonu na gospodarkę węglowodanową pomaga w utrzymaniu stałego poziomu glukozy we krwi. Glukagon ingeruje w przemianę tłuszczów, cukrów i białek. Powoduje rozpad glikogenu i uwolnienie glukozy z zapasów w wątrobie, rozpad tłuszczów (czyli lipolizę) w tkance tłuszczowej i wątrobie, oraz ma wpływ kataboliczny na białka. Szybko i efektywnie podnosi poziom glukozy we krwi, a bodźcem do jego wydzielania jest spadek glikemii. Jego rola w organizmie to współpraca z insuliną w utrzymaniu równowagi przemiany materii i zachowaniu homeostazy (stałości środowiska wewnętrznego) węglowodanowej. Funkcja somatostatyny zaś polega na hamowaniu uwalniania innych hormonów.
Jednak z klinicznego punktu widzenia zdecydowanie najważniejsza jest insulina. O chorobach spowodowanych nadmiarem lub niedoborem innych hormonów trzustkowych prawie się nie słyszy, należą bowiem one do rzadkich patologii. Dlatego też dalej skupimy się na omówieniu działania insuliny.
Insulina
Insulina jest hormonem o budowie białkowej, a dokładnie - polipeptydowej.
Produkujące ją komórki B zajmują najwięcej miejsca w wyspach Langerhansa, stanowią bowiem 80% ogółu komórek wysp. Insulina jest bardzo ważnym hormonem regulującym zużytkowanie i magazynowanie składników pokarmowych. Reguluje przemianę cukrów, białek i tłuszczów. Osoby chore na cukrzycę, której istotą jest niedobór insuliny, muszą codziennie lub kilka razy dziennie przyjmować insulinę w postaci zastrzyków. Niedobór insuliny powoduje głębokie zaburzenia metaboliczne obejmujące przemianę cukrów, białek i tłuszczów. Choroba, w której występuje niedobór lub brak insuliny, nosi nazwę cukrzycy. Pierwszą biochemiczną oznaką cukrzycy jest wzrost poziomu cukru we krwi. Potem dołączają się inne zaburzenia. W wypadku cukrzycy typu 1 (tzw. młodzieńczej), niezbędne jest regularne podawanie insuliny.
W cukrzycy typu 2 (tzw. cukrzycy dorosłych) zdarza się często, że trzustka produkuje sporo insuliny, lecz tkanki są na nią oporne. Ta postać cukrzycy jest leczona lekami zmniejszającymi wchłanianie glukozy w przewodzie pokarmowym, zwiększającymi wydzielanie insuliny przez komórki B trzustki, lub insuliną. Często łączy się dwa leki o różnych mechanizmach działania.
Hormon nadnerczy:
Wytwarza hormony: glukokortykoidy (syntetyzowane w komórkach warstwy siatkowatej i pasmowatej), z których najważniejszy jest kortyzol, mineralokortykoidy (w warstwie kłębkowatej), z których najsilniejsze działanie wykazuje aldosteron, niewielkie ilości hormonów płciowych - androgenów (w warstwach pasmowatej i siatkowatej).
dzięki kortykoidom człowiek może zwalczyć różne zaburzenia wewnątrzustrojowe, wytrzymać chłód i wysokie temperatury, znosić ból, przezwyciężyć infekcje i zmobilizować siły do walki. Osoba z niedomaganiem kory nadnerczy nie jest w stanie wytrzymać takich obciążeń. hamują one procesy zapalne i alergiczne. Pobudzają też tworzenie się krwinek czerwonych i białych w szpiku kostnym, powodują zatrzymanie sodu i wody, a zwiększone wydalanie potasu w nerkach.To ostatnie działanie nie jest bardzo nasilone. Ta funkcja bowiem należy głównie do aldosteronu, głównego mineralokortykoidu kory nadnerczy. Zatrzymanie sodu i wody oraz wzmożone wydalanie potasu to skutek wpływu tego hormonu na transport jonów w komórkach cewek nerkowych. Rdzeń nadnerczy produkuje tzw. katecholaminy, przede wszystkim adrenalinę, w mniejszym stopniu noradrenalinę. Na wydzielanie adrenaliny wpływa wiele czynników, przede wszystkim emocjonalnych, np. strach, gniew oraz konieczność mobilizacji do walki lub obrony. Wydzielanie noradrenaliny również następuje pod wpływem różnych czynników, często innych niż te, które zwiększają poziom adrenaliny. Noradrenalina uczestniczy na przykład w utrzymaniu stałego ciśnienia krwi, zapobiegając obniżeniu ciśnienia przy zmianie pozycji ciała z leżącej na siedzącą.
Katecholaminy wpływają na wiele narządów, oddziałując poprzez receptory. Efektem ich działania jest skurcz naczyń tętniczych, przyspieszenie pracy serca i zwiększenie siły skurczu mięśnia sercowego, wzrost ciśnienia tętniczego, rozkurcz oskrzeli. Mają one także duży wpływ na procesy metaboliczne organizmu, np. podwyższenie poziomu cukru we krwi wskutek nasilenia rozpadu glikogenu w wątrobie i mięśniach oraz przez hamowanie wydzielania insuliny w trzustce. Powodują też rozpad tłuszczów, czyli tzw. lipolizę. Umożliwia to uruchomienie zapasów energetycznych w stanach wymagających dużej mobilizacji organizmu.
Gonady:
jajniki - produkują hormony płciowe żeńskie: estrogeny (odpowiadają za drugorzędowe cechy płciowe, wpływają na cykl płciowy i popęd płciowy) oraz progesteron (kontroluje przebieg ciąży);jądra - produkują hormony płciowe męskie: androgeny (testosteron) - warunkują drugorzędowe cechy płciowe, odpowiadają za popęd płciowy.
Hormon przytarczyc:
kalcytonina, parathormon i aktywne metabolity witaminy D.
Hormon komórek C tarczycy, hormon przytarczyc i witaminę D omówimy łącznie, ponieważ współuczestniczą one w regulacji gospodarki wapniowo - fosforowej organizmu i odgrywają dużą rolę w patogenezie i leczeniu wielu schorzeń tkanki kostnej - tzw. chorobach metabolicznych kości.
W tarczycy, poza komórkami wytwarzającymi znane nam już hormony - tyroksynę i trójjodotyroninę, znajdują się tzw. komórki okołopęcherzykowe, inaczej zwane komórkami C. Wytwarzają one kalcytoninę. Produkcją tego hormonu nie steruje przysadka mózgowa, jak ma to miejsce w przypadku pozostałych hormonów tarczycy.
U człowieka kalcytonina powstaje nie tylko w tarczycy. Komórki C można znaleźć także w przytarczycach, grasicy, w skupiskach położonych wzdłuż dużych naczyń.
Kalcytonina odgrywa istotną rolę w regulacji poziomu wapnia i fosforu we krwi, a jej wytwarzanie i wydzielanie zależy od poziomu wapnia w surowicy.
Bodźcem do wydzielania kalcytoniny jest wzrost stężenia wapnia we krwi. Spadek jego stężenia prowadzi natomiast do zahamowania powstawania kalcytoniny w komórkach C.
Kalcytonina działa na tkankę kostną, hamując jej resorpcję (rozpuszczenie macierzy kostnej przez komórki kościogubne - osteoklasty), czego skutkiem jest zablokowanie uwalniania wapnia z kości do krwi. Zwiększa też ona wydalanie wapnia i fosforu przez nerki oraz zmniejsza wchłanianie wapnia w jelicie cienkim.
Wszystkie te mechanizmy prowadzą do obniżenia stężenia wapnia we krwi.
Kalcytonina zatem przyczynia się do zachowania homeostazy (stałości środowiska wewnętrznego) wapniowo - fosforanowej.
Przytarczyce i ich hormon - parathormon
Przytarczyce to małe gruczoły dokrewne (przeciętne wymiary każdej wynoszą 6,5 x 6,0 x 3 mm), umiejscowione najczęściej za tarczycą w okolicy jej biegunów: po jednej za biegunem górnym płata prawego i lewego i po jednej za biegunami tylnymi obu płatów.
Ponad 80% ludzi ma 4 przytarczyce, u pozostałych może ich być 3, 5, 6 lub 2. Nie zawsze są one położone za tarczycą, czasem znajdują się wewnątrz tarczycy lub w śródpiersiu. Przytarczyce produkują parathormon, który, podobnie jak kalcytonina, ma zapewnić homeostazę wapniowo-fosforanową.
Wytwarzanie parathormonu nie podlega kontroli przysadki, lecz - podobnie jak w przypadku komórek C - zależy od poziomu wapnia w surowicy.
Jednak tutaj zależność jest odwrotna niż dla komórek C i kalcytoniny. Wzrost stężenia wapnia hamuje wydzielanie parathormonu, natomiast spadek jest bodźcem do jego wytwarzania i wydzielania.
Pod wpływem parathormonu dochodzi do zwiększenia resorpcji kości przez osteoklasty (komórki kościogubne) i uwalniania wapnia z magazynów kostnych do krwi. Działając na nerki, hormon ten nasila wchłanianie zwrotne wapnia, a zmniejsza wchłanianie zwrotne fosforu, czyli prowadzi do mniejszej utraty wapnia z moczem, a zwiększa utratę fosforu.
Parathormon nasila wytwarzanie w nerkach aktywnej postaci witaminy D, co w efekcie również prowadzi do podwyższenia stężenia wapnia we krwi.
Biochemicznym efektem działania parathormonu jest więc podwyższenie poziomu wapnia i obniżenie stężenia fosforu w surowicy.
Warto jednak uświadomić sobie, że kalcytonina i parathormon, dążąc do zachowania homeostazy wapniowej, mogą "krzywdzić" pewne tkanki czy narządy. Na przykład parathormon dla doprowadzenia do normalizacji poziomu wapnia może istotnie niszczyć kość, nasilając jej resorpcję dla uwolnienia wapnia. Można by powiedzieć, że wykonując "swoją robotę", nie liczy się on zupełnie z funkcją podporową kości i traktuje ją wyłącznie jako magazyn wapnia. Może to mieć istotne reperkusje kliniczne.
Witamina, która jest hormonem
Wiemy, że witaminy - to niezbędne dla przemiany materii substancje, których organizm sam nie potrafi wytworzyć. Do niedawna tak klasyfikowano też witaminę D.
Ostatnio jednak zalicza się ją, a ściśle mówiąc, jej aktywną pochodną - 1,25(OH) D3 - do hormonów.
Jest to jeden z tzw. hormonów kalcytropowych, związanych z gospodarką wapniową organizmu, tak jak kalcytonina i parathormon.
Witamina D3 (cholekalcyferol) pochodzi z dwóch źródeł: pokarmu (ryby, jaja, wątroba, produkty mleczne), z którego zostaje wchłonięta w przewodzie pokarmowym, lub powstaje w skórze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ze światła słonecznego.
Przyjęta z pokarmem lub wytworzona w skórze witamina D jest następnie przetwarzana w wątrobie i nerkach (zostają do niej przyłączone dwie grupy hydroksylowe, co daje aktywny metabolit, 1,25 (OH) cholekalcyferol).
Zadaniem witaminy D w organizmie jest regulacja białka jelitowego umożliwiającego wchłanianie wapnia. Zwiększa ona również wchłanianie fosforu w jelitach. Witamina D "współpracuje" z parathormonem, który nasila powstawanie jej czynnej postaci w nerkach.
Od obecności witaminy D zależy odpowiedni poziom wapnia i fosforu w organizmie.
Ma ona kolosalne znaczenie w zapewnieniu prawidłowej mineralizacji tkanki kostnej.
Podsumowując, możemy stwierdzić, że organizm dysponuje trzema głównymi hormonami kalcytropowymi, "dbającymi" o zapewnienie prawidłowych stężeń wapnia, fosforu (także magnezu) w surowicy krwi i płynach ustrojowych. Są to: kalcytonina, parathormon i aktywne metabolity witaminy D. Działają one poprzez wpływ na tkankę kostną, jelita i nerki.
Nadmiar i niedobór hormonów kalcytropowych
Z kalcytoniną na ogół nie ma problemów, ponieważ komórek C jest w organizmie dużo i raczej trudno o sytuację, w której wszystkie uległyby jakiejś dysfunkcji.
Niedoczynność przytarczyc (niedobór lub brak parathormonu) - najczęściej zdarzająca się po przypadkowym usunięciu przytarczyc w czasie operacji wola tarczycy - prowadzi do spadku poziomu wapnia we krwi i objawów tężyczki (nadmierne skurcze mięśni). Leczy się ją aktywnymi metabolitami witaminy D i solami wapnia.
Nadczynność przytarczyc, spowodowana guzem gruczołu przytarczycznego, jest przyczyną wzrostu stężenia wapnia we krwi (co wywołuje groźne zaburzenia funkcji mózgu) i niszczenia kości mogącego prowadzić do złamań. Leczy się ją operacyjnie (usunięcie guza).
Niedobór witaminy D u dzieci powoduje krzywicę, u dorosłych tzw. osteomalację ("rozmiękanie kości" - zaburzenia mineralizacji tkanki kostnej). Leczy się go, podając odpowiednie dawki witaminy D i zalecając korzystanie z kąpieli słonecznych. Wystarczy przebywanie na dworze z odkrytą twarzą i ramionami przez 20-30 minut dziennie w miesiącach wiosenno-letnich, by organizm - "zrobił sobie" zapasy witaminy D na cały rok.
Warto pamiętać, że stałe stosowanie kremów z filtrami UV na odsłonięte części ciała może powodować niedobór witaminy D w organizmie.
Nadmiar witaminy D, czyli zatrucie tą witaminą, jest powodowany nadmierną jej podażą. Leczenie polega na przerwaniu podawania tego preparatu. Czasami konieczne jest farmakologiczne obniżenie nadmiernego poziomu wapnia. Szczególnie często dochodziło do zatrucia witaminą D w czasie leczenia tzw. dawkami uderzeniowymi, co obecnie raczej nie jest praktykowane.
Sprzężenie zwrotne:
Nadrzędną rolę kontrolującą w stosunku do gruczołów wydzielania wewnętrznego pełni przysadka mózgowa, a właściwie jej przedni płat, który odpowiedzialny jest za produkcję i wydzielanie hormonów tropowych. Są to: hormon tyreotropowy - TSH (pobudza wydzielanie hormonów gruczołu tarczowego), adrenokortykotropowy - ACH (pobudza wydzielanie hormonów kory nadnerczy), folikulotropowy - FSH (u kobiet pobudza wydzielanie estrogenów i dojrzewanie komórki jajowej, wydzielany jest zatem cyklicznie, natomiast u mężczyzn przyspiesza spermatogenezę), luteinizujący - LH (pobudza gonady męskie do wydzielania testosteronu, a u kobiet odpowiada za wytworzenie się ciałka żółtego i wydzielanie przez nie progesteronu), luteotropowy - LTH (nazywany jest także prolaktyną - PRL - ponieważ oprócz wpływu na jajniki, pobudza on również gruczoły mleczne. Trzy ostatnie hormony należą do grupy gonadotropin. Przysadka wydziela również: hormon wzrostu - somatotropina - GH lub STH (odpowiada za prawidłowy wzrost organizmu). Innymi hormonami, nie będącymi hormonami tropowymi są: wazopresynę, czyli hormon antydiuretyczny - ADH (odpowiada za wtórną resorpcję wody w kanalikach nerkowych) oraz oksytocyna - OXY, która działa przede wszystkim na mięśniówkę macicy, obkurczając ją, a także na gruczoły mlekowe w czasie laktacji, powodując wydzielanie mleka. Hormony tropowe działają na gruczoły wydzielnicze pobudzająco, a kiedy wzrośnie we krwi stężenie hormonów gruczołowych działają one na przysadkę mózgową, hamując wydzielanie hormonu tropowego, który spowodował ich wydzielenie. Takie działanie hormonów nazywane jest ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Natomiast działanie hormonów tropowych na gruczoły nazywamy sprzężeniem dodatnim.
1