Regulacja hormonalna
W organizmach zwierzęcych i u człowieka wykształciły się komórki, tkanki i gruczoły wyspecjalizowane w syntetyzowaniu i wydzielaniu swoich substancji biologicznie czynnych. Hormon to substancja chemiczna, biologicznie czynna, zdolna do przekazywania informacji, wywierająca swoiste działanie na komórki lub narządy, regulująca ich funkcje. Gruczoły i komórki uwalniają swoje produkty bezpośrednio do płynów wypełniających jamę ciała-jak u zwierząt bezkręgowych lub do krwi-jak to jest u strunowców, u których gruczoły oplecione są gęstą siecią naczyń krwionośnych. Brak przewodów wyprowadzających i uwalnianie hormonów do płynów ciała sprawiło, że nazwano je gruczołami wydzielania wewnętrznego lub dokrewnymi. Wydzielanie wewnętrzne to proces uwalniania bezpośrednio do płynów ciała substancji biologicznie aktywnych-hormonów, swoiście oddziałujących na tkanki i organy. Hormony regulują różne funkcje życiowe organizmów, wzrost i rozwój do regulacji procesów metabolicznych i składu chemicznego płynów ustrojowych.
Hormony i mechanizm ich działania
Hormony są to substancje chemiczne, których wspólną cechą jest to, że przenoszą informację do komórek i wywierają na nie określony wpływ, dostosowując ich działanie do potrzeb organizmu. Działanie hormonów kojarzy się zwykle z pobudzaniem przez nie różnych procesów. I tak w istocie jest, ale niektóre z nich hamują procesy, a czasem ten sam hormon w zależności od stężenia pobudza daną czynność życiową (zwykle przy niskim) lub ją hamuje (zwykle przy wysokim stężeniu). Spełnianie roli informacyjnej i wywieranie określonego wpływu na komórki jest możliwe dzięki mechanizmowi działania hormonów. Mechanizm działania hormonów. Wydzielony hormon jest roznoszony wraz z płynami ciała po całym organizmie i praktycznie dociera do każą komórki. Jednak działa wybiórczo - tylko na komórki docelowe wyposażone w specjalne receptory - chwytniki hormonów. Są to białka wbudowane w błonę komórkową lub zlokalizowane w cytoplazmie, które specyficznie wiążą hormon. Dopiero wtedy wywiera on określony wpływ na czynność komórki.
Chemiczna struktura hormonów. Nie jest to jednorodna chemicznie grupa związków. Dzieli się je na chormony białkowe i steroidowe. Hormony białkowe w rzeczywistości mogą być aminokwasami lub ich pochodnymi (adrenalina, noradrenalina, histamina, tyroksyna, trójjodotyronina, melatonina), peptydami (oksytocyna, wazopresyna, kalcytonina, glukagon, parathormon, hormony przewodu pokarmowego), białkami prostymi (insulina, hormon lipotropowy, prolaktyna, hormon wzrostu - somatotropina) lub białkami złożonymi (glikoproteinami) (gonadotropiny, tyreotropina, erytropoetyna). Drugą grupę stanowią pochodne cholesterolu - hormony steroidowe. Zaliczamy do nich hormony wydzielane przez gruczoły płciowe, np. estrogeny, androgeny, progesteron i korę nadnerczy, np. kortykosteron, hydrokortyzon. Oprócz tych dwóch podstawowych grup chemicznych - wśród hormonów są i pochodne nienasyconych kwasów tłuszczowych, np. prostaglandyny. Miejsca powstawania hormonów. Hormony syntetyzowane przez gruczoły dokrewne określa się jako hormony gruczołowe, np. hormony tarczycy. Niektóre hormony są syntetyzowane w wyspecjalizowanych komórkach lub grupach komórek umiejscowionych w narządach o innej niż wydzielnicza funkcji, nazywamy je wtedy hormonami tkankowymi. Ich działanie zwykle nie jest tak rozległe jak hormonów gruczołowych, choć funkcje, jakie spełniają, są nie mniej ważne. Hormony tkankowe działają lokalnie, regulują procesy zachodzące w organach, np. jak poznane już wcześniej hormony regulujące funkcjonowanie jelita środkowego. Szczególną odmianą hormonów tkankowych są neurohormony. Proces ich wydzielania przez komórki nerwowe nazywamy neurosekrecją. Do tej grupy hormonów zaliczamy hormony podwzgórza oraz czynniki chemiczne, tzw. mediatory, które umożliwiają przekazywanie pobudzenia nerwowego między dwiema komórkami. Wszystkie hormony, o których była mowa do tej pory, są wydzielane do wnętrza organizmu. Istnieją także substancje chemiczne wydzielane w małych ilościach poza organizm, a oddziałujące na inne osobniki tego samego gatunku. Są to feromony.
Fitochormony u roślin
CZYNNIKI WZROSTU I ROZWOJU
Proporcje wielkości i kształtu poszczególnych organów, charakter ich wzrostu, jak również przebieg rozwoju całej rośliny, są cechami charakterystycznymi dla gatunku czy odmiany. Wzrost i rozwój muszą przebiegać harmonijnie, muszą podlegać kontroli i regulacji. Czynniki wpływające na wzrost i rozwój roślin są pochodzenia endogennego (tkwiące w roślinie) i egzogennego. Czynniki endogenne uwarunkowane są informacją genetyczną. Główną rolę odgrywają tu fitohormony (regulatory wzrostu i rozwoju), syntetyzowane w małych ilościach, lecz bardzo silnie działające. Są one syntetyzowane w określonych częściach rośliny i transportowane do innych, gdzie regulują procesy wzrostu i rozwoju. Do regulatorów wzrostu -i rozwoju zaliczamy stymulatory: auksyny (np. kwas 3-indolilooctowy), gibereliny, cytokininy oraz inhibitory (np. kwas abscysynowy), a także etylen, którego działanie jest zróżnicowane. Auksyny stymulują wzrost wydłużeniowy. Powodują one występowanie zjawiska dominacji wierzchołkowej - hamując rozwój pączków bocznych, co jest jednym z czynnikków nadających roślinie jej charakterystyczny pokrój. Usunięcie głównego stożka wzrostu pędu powoduje silne rozkrzewianie się roślin. Auksyny pobudzają rozwój korzeni bocznych. Wykorzystuje się to w praktyce ogrodniczej, przyspieszając ukorzenianie się roślin w czasie ich przesadzania. Auksyny są hormonami roślinnymi silnie działającymi i łatwo wnikającymi do tkanek. O intensywności ich działania świadczy fakt, że l mg najważniejszej z auksyn (IAA) wystarcza do stymulacji wydłużania sięfkomórek stożka wzrostu liścia zarodkowego (np. owsa) u ponad 25 min kiełków. Różnorodne oddziaływanie auksyn na procesy fizjologiczne sprawia, że praktycznie nie ma takiego procesu wzrostowego lub rozwojowego, który by nie był związany z tymi substancjami. Auksyny pobudzają powstawanie tkanki przyrannej (kallusa), stymulują też podziały komórek kambium, co wywołuje przyrost na grubość. Rośliny cachuje wyraźna rytmika roczna produkcji auksyn ich synteza jest intensywna na wiosnę, a niewielka w późniejszych porach roku. Na skutek nierównomiernego stężenia auksyn w pniach roślin drzewiastych tworzą się pierścienie przyrostu rocznego. Auksyny syntetyzowane są w wierzchołkach pędów oraz w zawiązkach owoców. Gibereliny są hormonami powszechnie występującymi u roślin wyższych, glonów, grzybów i bakterii. Ich charakterystyczną cechą jest stymulacja wzrostu łodyg i ogonków liściowych, zwłaszcza u roślin karłowatych. Ponadto zwiększają powierzchnię liści, pobudzają rozwój pączków bocznych, np. oczek w bulwach ziemniaków. W tym przypadku, pobudzając pąki do rozwoju, gibereliny działają antagonistycznie do auksyn, które hamują ten rozwój. Największe stężenie giberelin stwierdzono w rozwijających się i szybko rosnących organach. Fitohormony te są syntetyzowane w dużych ilościach przez wierzchołki wzrostu pędów i korzeni oraz przez owoce i nasiona. Cytokininy stymulują podziały komórek, powodują wzrost objętości komórek i opóźniają procesy starzenia się roślin. Głównym miejscem ich syntezy jest korzeń. W warunkach naturalnych cytokininy, przedostając się do gleby, stymulują kiełkowanie nasion. Cytokininy, wspólnie z auksynami, odgrywają zasadniczą rolę w procesach morfogenetycznych, w wyraźny sposób modyfikując je. Współdziałanie cytokinin z auksynami jest łatwe do zaobserwowania w czasie hodowli izolowanych tkanek. Etylen stymuluje dojrzewanie owoców oraz zrzucanie liści. Intensywność działania różnorodnych czynników egzogennych na procesy rozwojowe zależy od ich kompleksowego działania. Wiadomo, że czynnikiem ograniczającym rozwój jest ten, który występuje w niedoborze. Jest on zwany czynnikiem minimum lub ograniczającym. To właśnie ten czynnik ogranicza dodatni wpływ pozostałych i w pierwszej kolejności decyduje o szybkości wzrostu i rozwoju. Jednym z Najważniejszych czynników wpływających na wzrost i rozwój jest temperatura (ryć. 3). Dla większości roślin naszej strefy klimatycznej optimum temperaturowe dla wzrostu wynosi 20-30 C. Optimum termiczne dla procesów rozwojowych często różni się znacznie w zależności od gatunku, gdyż niektóre rośliny wymagają przejścia okresu chłodu, aby później zakwitnąć, inne potrzebują dość wysokich temperatur, aby wykiełkować (rośliny ciepłolubne). (rys z in sc) Światło wpływa na procesy wzrostu i rozwoju nie tylko poprzez fotosyntezę (wpływ troficzny), dostarczającą substancji budulcowo-energetycznych rozwijającym się komórkom. Rośliny rosnące w ciemności lub przy słabym oświetleniu są wypłonione, o długich, wiotkich i bladożółtych pędach z drobnymi liśćmi i słabo wykształconą tkanką mechaniczną . Taki niezależny od procesu fotosyntezy wpływ światła na rozwój i wzrost roślin to wpływ morfogenetyczny. O wpływie innych czynników, takich jak woda czy sole mineralne, na omawiane tu procesy była już mowa wcześniej (str. 14 i od 41 do 43). Intensywność wzrostu jest cechą gatunkową. Każdy organ, a nawet każda jego część, charakteryzuje się sobie właściwą szybkością wzrostu. W każdym klimacie średni przyrost roślin wynosi kilka cm na dobę, podczas gdy pęd bambusa rośnie z szybkością do 60 cm na dobę, a pręciki jego kwiatów aż do 3 mm na minutę.
Budowa, rola i zasady działania układu dokrewnego
Gruczoły dokrewne w zasadzie nie są ze sobą powiązane anatomicznie. Pozostają jednak w łączności i za pośrednictwem płynów jamy ciała lub krwi tworzą funkcjonalną całość zwaną uładem hormonalnym. Budowa układu hormonalnego u różnych kręgowców jest podobna. Tworzą go: przysadka mózgowa, szyszynka, tarczyca, przytarczyce, grasica, wysepki Langerhansa trzustki, kora i rdzeń nadnerczy, wewnątrzwydzielnicza część jąder (komórki Leydiga) i jajników (pęcherzyki Graafa i ciałko żółte), a także - w czasie ciąży u ssaków - łożysko. Działanie układu dokrewnego. Wydzielanie hormonów z rozproszonego systemu gruczołów powiązanych funkcjonalnie wymaga precyzyjnego sterowania.spośród wszystkich gruczołów szczególną rolę odgrywa przysadka mózgowa. Jej przednia (gruczołowa) i pośrednia część wydziela hormony tropowe, które pobudzają inne gruczoły dokrewne do wydzielania hormonów własnych lub oddziaływują bezpośrednio na komórki ciała. Z tych względów gruczoł ten nazwano gruczołem nadrzędnym. Zasada gruczołu nadrzędnego sprawia, że przysadka mózgowa powiązana jest funkcjonalnie z gruczołami pozaprzysadkowymi mechanizmem ujemnego sprzężenia zwrotnego. Polega on na tym, że efekt danego procesu działa hamująco na przyczynę, która go wywołała. Hormon tropowy pobudza gruczoł pozaprzysadkowy do wydzielania hormonu własnego, a ten działa regulujące na procesy zachodzące w określonych komórkach i jednocześnie oddziałuje hamująco na przysadkę mózgową. Dzięki temu mechanizmowi przysadka mózgowa kontroluje wydzielanie hormonów i reguluje określone procesy w organizmie. Przysadka mózgowa jest połączona z podwzgórzem-częścią międzymózgowia. Komórki nerwowe podwzgórza syntetyzują różne neurohormony. Niektóre z nich są przekazywane z pomocą zakończeń nerwowych do tylnej (nerwowej) części przysadki, gdzie są magazynowane i w miarę potrzeby uwalniane do krwi. Są to wazopresyna (ADH) i oksytocyna. Pozostałe neurohormony podwzgórzowe wydzielane są do układu wrotnego przysadki i za jego pośrednictwem wraz z krwią docierają do przedniej i środkowej części przysadki mózgowej regulując syntezę i wydzielanie hormonów tropowych. Są to liberyny (RH)-pobudzające wydzielanie przysadkowe oraz statyny (RIH)-hamujące ten proces. Tak więc, po wykryciu hormonalnej funkcji podwzgórza okazało się, że rola przysadki mózgowej jako gruczołu nadrzędnego jest ograniczona, a wydzielanie hormonów jest regulowanie podwójnie. Podwzgórze i przysadka mózgowa są też powiązane mechanizmem ujemnego sprzężenia zwrotnego. Jeżeli pod wpływem liberyny poziom hormonu tropowego wzrośnie (wzrośnie też poziom hormonu wydzielanego przez pobudzanym hormonem tropowym gruczoł), to na skutek sprzężenia zwrotnego oddziałuje on na podwzgórze, które wzmaga wydzielanie statyny. Regulacja wydzielania gruczołów dokrewnych bez pośrednictwa gruczołów nadrzędnych odbywa się także na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. Jest to związane ze sprzężeniem hormonów pary o przeciwstawnym działaniu. Tak jest regulowany poziom wapnia we krwi przez parathormon i kalcytoninę oraz glukozy przez insulinę i glukagon. Poziom glukozy we krwi odznacza się względnie dużą stałością, a jego utrzymywanie jest niezmiernie ważne, ponieważ z krwi komórki pobierają ten podstawowy substrat oddechowy. Niektóre komórki, w szczególności nerwowe, nie tworzą żadnych rezerw węglowodanowych i glukoza krwi jest dla nich jedynym źródłem energii. Cukier jest związkiem osmotycznie czynnym, stąd duże wahania jego stężenia powodować mogą zaburzenia w prawidłowej gospodarce wodnej organizmu. Normalna ilość cukru na czczo waha się w granicach 80-120 mg/100 cm3 krwi, a w godzinę po posiłku bogatym w węglowodany może się podnieść nawet do 160 mg. Spadek poniżej 50 mg powoduje u człowieka utratę przytomności, śpiączkę i śmierć. Długotrwałe utrzymywanie się podwyższonego poziomu cukru powoduje cukrzycę, będącą przejawem niewłaściwej gospodarki węglowodanowej organizmu. Powstawaniu tej choroby sprzyjają niewłaściwe nawyki żywieniowe oraz szybkie i nerwowe tempo życia społeczeństw cywilizowanych. W utrzymywaniu właściwego poziomu cukru we krwi i regulacji przemian węglowodanowych główną rolę odgrywają hormony trzustki. Zbyt wysoki poziom cukru powoduje wydzielanie insuliny, która stymuluje szybkie wykorzystywanie glukozy przez komórki. Hormon ten, przyspieszając transport cukru do komórek, wzmaga procesy jego utleniania oraz pobudza syntezę glikogenu w wątrobie i mięśniach, a także zamianę cukrów na tłuszcze (lipogeneza). Antagonistycznie działa glukagon, wydzielany przy obniżeniu się poziomu glukozy we krwi. Glukagon uruchamia rezerwy węglowodanowe wątroby, w ten sposób podnosząc stężenie cukru i przywracając jego normalny poziom. W sytuacjach stresogennych działanie glukagonu zostaje spotęgowane przez adrenalinę. Rola układu hormonalnego. Gruczoły dokrewne za pośrednictwem hormonów regulują wiele różnorodnych funkcji. Z jednej strony regulują procesy zachodzące we wnętrzu ciała. Dopasowują prace narządów wewnętrznych do możliwości i potrzeb organizmu w danych warunkach środowiskowych oraz zapewniają utrzymanie stałości składu chemicznego środowiska wewnętrznego. Jest to niezbędne do prawidłowego funkcjonowania komórek. Utrzymywanie równowagi wewnętrznej, tzw. homeostazy, jest jednym z głównych zadań gruczołów dokrewnych. Hormony decydują o przepuszczalności błon komórkowych, a przez to wpływają na ilość, rodzaj i szybkość transportowanych substancji. Taki mechanizm, działając w kanalikach wydalniczych, umożliwia precyzyjne regulowanie składu chemicznego płynów ciała i ich właściwości fizyko-chemicznych oraz regulowanie uwodnienia organizmu. Działając zaś w różnych organach czy tkankach, wpływa na zwiększenie lub zmniejszenie stężenia różnych związków chemicznych w komórkach, co oddziałuje na kierunek i szybkość metabolizmu, np. wzrost stężenia glukozy spowodowany przyspieszeniem jej wchłaniania przez komórki pod wpływem insuliny przyspiesza oddychanie. Hormony mogą bezpośrednio oddziaływać na aktywność enzymów i szybkość ich syntezy, co-jak wiadomo-ma wpływ na metabolizm, np. spowodowany działaniem hormonu wzrost stężenia enzymu przyspiesza określony proces metaboliczny. Wiele procesów fizjologicznych podlega regulacji hormonalnej, np. napięcie mięśni gładkich naczyń krwionośnych i ciśnienie krwi, ilość produkowanego moczu, wzrost organizmu, dojrzewanie płciowe i wiele innych. Z drugiej strony hormony przez swe działanie regulują cykliczne zmiany w gruczołach płciowych u ssaków, a także umożliwiają zsynchronizowanie procesów zachodzących wewnątrz organizmu, np. czynności gonad z rytmem zmian w środowisku. Regulują one cykle życiowe wpływające na wystąpienie we właściwym dla danego gatunku czasie aktywności rozrodczej, np. rui. Są też odpowiedzialne za procesy linienia, metamorfozy, rozpoczęcia wędrówek zwierząt oraz zachowanie się w sytuacjach zagrażających zdrowiu i życiu - tzw. sytuacjach stresowych. Mechanizm działający w stresie ma związek z czynnością rdzenia nadnerczy. Ta część gruczołu powstaje z układu nerwowego (jest przekształconym zwojem współczulnym) i zachowuje z nim ścisłe związki. Szybko przebiegające impulsy nerwowe powodują intensywne wydzielanie do krwi hormonu agresji, obrony i ucieczki - adrenaliny, która ma wielostronne działanie. Adrenalina powoduje skurcz naczyń krwionośnych w skórze i w trzewiach, a rozszerzenie ich w mięśniach, przyspiesza akcję serca, podwyższa ciśnienie i zwiększa przepływ krwi, doprowadza do jeżenia się sierści. Hormon ten wspomaga działanie glukagonu, pobudzając wątrobę i mięśnie do uwalniania dużych ilości glukozy. Wszystko to zwiększa sprawność aparatu ruchu, wydajności mięśni i przygotowuje organizm do wykonania dużego wysiłku w krótkim czasie. Utrata apetytu, bladość skóry człowieka, a niekiedy mdłości spowodowane wpływem silnego bodźca
emocjonalnego, są wynikiem działania adrenaliny. Ten precyzyjnie działający mechanizm obronny może obracać się przeciwko człowiekowi, zwłaszcza temu, który żyje w sztucznym środowisku wielkomiejskim. Mechanizm zostaje uruchomiony nie tylko w sytuacjach stanowiących zagrożenie zdrowia i życia. Wyrzut adrenaliny do krwi powodowany jest np. przez pisk hamulców, dźwięk klaksonu samochodowego, tłok w autobusie, nieuprzejmość i nieżyczliwość ludzi, egzamin czy klasówkę. Częste powtarzanie się takich sytuacji sprawia, że organizm znajduje się w ciągłym stanie „gotowości bojowej" - stresu. Jest to przyczyną licznych zaburzeń zdrowia, tzw. schorzeń cywilizacyjnych, jak: zawałów serca, nerwic i chorób psychicznych czy wrzodów żołądka i dwunastnicy. Jednak lekki stres działa pobudzająco, mobilizuje organizm do działania i - chociaż to brzmi paradoksalnie - największym stresem jest całkowity brak stresu.
Regulacja wydzielania wewnętrznego
Różnorodność funkcji pełnionych przez układ hormonalny wymaga, rzecz jasna, precyzyjnych mechanizmów regulujących i kontrolujących ich wydzielanie. Ponieważ wiele procesów regulowanych przez hormony pozostaje pod wpływem czynników środowiska zewnętrznego, np. długości dnia i nocy, temperatury itp., niezbędne jest też współdziałanie między układem hormonalnym a nerwowym. Odkrycie roli podwzgórza pozwoliło na znalezienie ogniwa łączącego układ hormonalny z nerwowym. Okazało się bowiem, że odcięcie połączenia podwzgórze-przysadka mózgowa powoduje silne zaburzenia w metabolizmie i zakłócenia wielu procesów fizjologicznych, ale nie hamuje całkowicie pracy przysadki mózgowej. Jej aktywność utrzymuje się na pewnym niskim poziomie, co świadczy o ograniczonej samodzielności układu gruczołów dokrewnych. Jaka jest więc rola podwzgórza jako struktury mózgu odgrywającej zasadniczą rolę w koordynacji neurohormonalnej i utrzymaniu homeostazy wewnętrznej organizmu? Podwzgórze pełni w organizmie szczególną funkcję. Kontroluje ono wydzielanie hormonów tropowych i reguluje procesy biochemiczne i fizjologiczne, sprawuje kontrolę nad cyklami życiowymi, w tym nad aktywnością płciową oraz wywołuje określone zmiany adaptacyjne w organizmie w odpowiedzi na zmieniające się warunki środowiska zewnętrznego. Sprawowanie tak ważnych funkcji jest możliwe dzięki temu, że za pośrednictwem układu nerwowego podwzgórze otrzymuje informacje o stanie fizjologicznym organizmu oraz o czynnikach działających z zewnątrz. W ten sposób praca narządów wewnętrznych może być regulowana i dostosowywana do potrzeb i możliwości organizmu. Podwzgórze jest ogniwem łączącym układ nerwowy z hormonalnym. Wydzielanie jest więc kontrolowane i regulowane podwójnie: przez system sprzężeń zwrotnych przysadka mózgowa - gruczoły oraz przez podwzgórze.
Hormony w organizmie człowieka
Gruczoły dokrewne
Przysadka mózgowa jest małym, ważącym zaledwie ok. 0,6 g gruczołem, leżącym w zagłębieniu dna czaszki tuż przed przedwzgórzem, z którym połączona jest charakterystycznym lejkiem. Przysadka składa się z płatów: przedniego, środkowego i tylnego. Płat środkowy z wiekiem ulega redukcji: u dorosłego człowieka ma postać szczątkową. Płat przedni, którego sekrecyjna funkcja jest regulowana przez liberyny i statyny przedwzgórza, wydziela hormony tropowe oraz hormon wzrostu i prolaktynę. Tylny nerwowy płat przysadki nie syntetyzuje hormonów, lecz magazynuje hormony podwzgórza: wazopresynę (ADH) i oksytocynę, wydzielane do krwiobiegu w miarę zapotrzebowania. Środkowy płat wytwarza hormon melanotropowy (MSH melanotropina), który wpływa na koncentrację barwnika w komórkach melanoforowych powłok ciała. Uszkodzenie tylnego płata albo szlaków nerwowych prowadzących do niego może spowodować niedoczynność nerek, a w konsekwencji nadmierną produkcję moczu (moczówka prosta), czego objawem jest ciągłe pragnienie. Wstrzyknięcie wazopresyny nie leczy choroby, lecz tylko ją łagodzi i umożliwia choremu normalne życie. Nadczynność przysadki, związana z nadmierną syntezą somatotropiny w okresie wzrostu organizmu, wywołuje gigantyzm, który przejawia się przyspieszeniem wzrostu, zwłaszcza kości długich i osiąganiem olbrzymich rozmiarów, jednak z zachowaniem właściwych proporcji ciała. Jeżeli nadczynność wystąpi po okresie intensywnego wzrostu, to powoduje silny wzrost rosnących jeszcze części ciała: dłoni, stóp, łuków brwiowych czaszki, żuchwa i kości policzkowych - objawy choroby zwanej akromegalią. Niedostateczna synteza hormonu wzrostowego prowadzi do karłowatości. Szyszynka to mały, okrągły gruczoł, położony nad móżdżkiem, między półkulami mózgowymi. Syntetyzuje melatoninę, działającą antagonistycznie w stosunku do melanotropiny. Synteza tego hormonu jest regulowana przez światło. Tarczyca jest zbudowana z dwóch płatów położonych po obu stronach tchawicy, nieco poniżej krtani. Gruczoł ma budowę pęcherzykową i charakteryzuje się wychwytywaniem jodu z krwi. Komórki nabłonkowe tworzą pęcherzyki, których wnętrze jest wypełnione substancją koloidową zawierającą tyroksynę i trójjodotyroninę, regulujące procesy energetyczne w komórkach ciała oraz kalcytoninę, która współdziałając z hormonem przytarczyc, reguluje poziom wapnia we krwi. Nadczynność tarczycy stymuluje oddychanie, a przez to sprawia, że w organizmie zwiększa się produkcja ciepła, następstwem czego jest nadmierne pocenie się i chudnięcie, mimo pobierania dużej ilości pokarmu. Głównymi objawami nadczynności jest wzrost napięcia nerwowego i drażliwość, podwyższenie ciśnienia krwi oraz słabość mięśni i drżenie. Są to objawy choroby Gravesa-Basedowa, której leczenie polega na wycięciu części gruczołu lub jego zniszczeniu promieniami X. Niedoczynność tarczycy u dzieci jest przyczyną zahamowania wzrostu i rozwoju umysłowego oraz osłabienia tempa rozwoju narządów rozrodczych. Wczesne i regularne podawanie hormonów tarczycy, np. w postaci sproszkowanego gruczołu, likwiduje objawy niedoczynności i choroby zwanej kretynizmem. U dorosłych, na tle niedoczynności tarczycy lub w wyniku jej degeneracji, rozwija się choroba zwana obrzękiem śluzakowatym. Następuje wtedy obniżenie tempa podstawowej przemiany materii, nawet do 2500-3800 kJ na dobę, co stanowi 30-50% normalnie wytwarzanej energii. Konsekwencją tego jest obniżenie temperatury ciała, otyłość i gromadzenie się śluzakowatego płynu w tkance podskórnej. W przypadku braku w pokarmie dostatecznej ilości jodu powiększa się gruczoł i powstaje tzw. wole. Choroba ta pojawia się głownię na terenach, których gleba jest uboga w jod zwykle położonych z dala od morza. Dodanie jodu w postaci jodku potasu do soli kuchennej skutecznie niweluje objawy niedoczynności. Przytarczyce to zwykle cztery małe gruczoły znajdujące się w pobliżu tarczycy. Komórki tych gruczołów tworzą zbitą masę. Parathormon reguluje zawartość wapnia i fosforu w płynach ciała. Hormon ten wzmaga resorpcję wapnia ze światła jelita i kanalików nerkowych oraz uwalnia wapń z kości, a hamując resorpcję fosforanów w nerkach, przyczynia się do zmniejszania ilości fosforu w płynach ciała. Niedoczynność przytarczyc wywołuje tężyczkę, objawiającą się nadwrażliwością mięśni, skurczami i drgawkami mięśniowymi wskutek obniżenia się poziomu wapnia we krwi. Nadczynność gruczołu podwyższa stężenie wapnia we krwi. Wapń ten „ucieka" wtedy z kości, dlatego stają się one miękkie i łamliwe. Wrażliwość mięśni jest obniżona, a w tkankach i organach, np. w nerkach, odkładają się złoża soli mineralnych. Trzustka, obok komórek gruczołowych związanych z układem pokarmowym, zawiera komórki ά i β, które ułożone są grupami i tworzą tzw. wyspy Langerhansa. Komórki a syntetyzują glukagon, a komórki |3 - insulinę. Nadnercza leżą na górnych biegunach nerek. Gruczoły te składają się z dwóch części różniących się pochodzeniem embrionalnym, budową komórek i funkcjami. Zewnętrzna, korowa część nadnerczy jest pochodzenia mezodermalnego i syntetyzuje glikokortykoidy (kortyzol), które pobudzają przemiany aminokwasów w glukozę, mineralokortykoidy (np. aldosteron) - regulujące gospodarkę sodowo-potasową i androgeny - wpływające na funkcjonowanie męskich gruczołów rozrodczych. Rdzeń nadnerczy jest pochodzenia ektodermalnego i syntetyzuje neurohormony - adrenalinę i noradrenalinę. Grasica jest zbudowana z tkanki podobnej do tej, która występuje w gruczołach limfatycznych. Leży nieco poniżej mostka, a jej funkcja jest związana z procesami odpornościowymi. Po osiągnięciu przez organizm dojrzałości płciowej grasica zmniejsza się i częściowo zarasta tłuszczem. Czynne komórki syntetyzują tymozynę, która pobudza produkcję limfocytów (limfocytopoezę). Jądra. Funkcje hormonalne spełniają też komórki interstycjalne jąder (komórki Leydiga) wydzielające męskie hormony płciowe (androgeny), np. testosteron, pobudzające rozwój drugorzędowych i trzeciorzędowych męskich cech płciowych (zarost na twarzy, owłosienie ciała, rozwój gruczołu krokowego - prostaty i pęcherzyków nasiennych). Jajniki. Głównym źródłem żeńskich hormonów płciowych są komórki pęcherzyków Graafa syntetyzujące estradiol i komórki ciałka żółtego syntetyzujące progesteron. Estradiol jest odpowiedzialny za rozwój drugorzędowych cech płciowych żeńskich (rozrost miednicy, rozwój piersi i zewnętrznych narządów płciowych) i ustalenie się cyklu miesiączkowego. Progesteron jest związany z implantacją jaja płodowego i kieruje rozwojem gruczołów mlecznych w okresie ciąży.
Hormony tkankowe
Hormony wydzielane są nie tylko przez gruczoły dokrewne lub wyspecjalizowane komórki innych gruczołów, ale także przez różne tkanki. Hormony tkankowe regulują lokalnie zachodzące procesy związane z działaniem organów. Serotonina zwęża naczynia krwionośne, zwłaszcza śluzówki jelit i wzmaga perystaltykę jelit. Bradykinina rozszerza światło naczyń krwionośnych i obniżając ciśnienie krwi powoduje czynnościowe przekrwienie narządów. Histamina występuje w dużych ilościach w skórze i tkance płucnej. Ten hormon jest syntetyzowany w formie nieaktywnej i w miarę potrzeby jest zamieniany w formę aktywną. Histamina reguluje ukrwienie miejscowe narządów i bierze udział w powstawaniu reakcji alergicznych. Prostaglandyny są pochodnymi kwasów tłuszczowych. Ich obecność w jądrach warunkuje płodność. Hormony tkankowe obniżają ciśnienie tętnicze, wzmagają
ruchliwość mięśniówki macicy w czasie porodu i ruchliwość mięśni jelit.