Хормон – определение, функции, видове и роля в ендокринната система

Хормоните са химическите пратеници на ендокринната система. Хормоните са сигналите, които регулират вътрешната работа на организма, заедно с нервната система. Всеки многоклетъчен организъм има хормони. Клетките, които реагират на даден хормон, имат специални рецептори за този хормон. Когато хормонът се свърже с белтъка на рецептора, се задейства механизъм за сигнализиране. Клетката или тъканта, която получава съобщението, се нарича "мишена". Хормоните действат само върху клетки, които имат подходящи рецептори.

Много различни видове клетки могат да изпращат съобщения. Има някои клетки, чиято основна задача е да произвеждат хормони. Когато много от тези клетки са заедно, те се наричат жлеза. Жлезите са групи от клетки, които произвеждат нещо и го освобождават (поставят го извън клетката). Много жлези произвеждат хормони.

"Ендокринен" означава, че се отделя директно в кръвта. Повечето вътрешни секрети се отделят от ендокринните жлези. Противоположната дума е "екзокринна", която означава отделяне на секрети чрез канал или тръба. Някои хормони се произвеждат от екзокринни жлези, а някои екзокринни секрети се отделят извън тялото. Потните жлези и слюнчените жлези са примери за екзокринни жлези, чиито продукти се отделят извън тялото.

Първото откритие на хормон е направено през 1902 г. Хормонът е секретин. Думата "хормон" е използвана за първи път през 1905 г.

Какво представлява един хормон и как действа

Хормон е химическо вещество, което се синтезира в специализирани клетки и се освобождава в кръвта, за да предаде сигнал към отдалечени клетки-мишени. В зависимост от химичната си природа и рецепторите, хормоните могат да предизвикат бързи промени (например освобождаване на иони или активиране на ензими) или по-бавни и дълготрайни ефекти (промяна в експресията на гени и синтез на белтъци).

Видове хормони по химична структура

  • Пептидни и протеинови хормони – изградени от аминокиселини (напр. инсулин, растежен хормон). Те са водоразтворими и обикновено се свързват с рецептори в клетъчната мембрана.
  • Стероидни хормони – произлизат от холестерол (напр. кортизол, естрогени, тестостерон). Те са мастноразтворими и често преминават през клетъчната мембрана, за да се свържат с вътрешноклетъчни рецептори.
  • Аминни производни – малки молекули, получени от една аминокиселина (напр. адреналин, норадреналин, щитовидни хормони като Т3 и Т4). Някои от тях действат чрез мембранни рецептори, други — чрез вътреклетъчни.

Механизми на действие и рецептори

Рецепторите могат да бъдат разположени в клетъчната мембрана (за хидрофилни хормони) или във вътрешността на клетката (за липофилни хормони). Свързването на хормона към рецептора активира верига от вътреклетъчни събития: активиране на вторични посредници (cAMP, Ca2+), фосфорилация на белтъци или промяна в транскрипцията на гени. Типът рецептор определя скоростта и продължителността на отговора.

Режими на действие

  • Ендокринно – хормонът се отделя в кръвта и действа на далечни клетки.
  • Паракринно – сигналът действа върху съседни клетки в тъканта.
  • Аутокринно – клетката реагира на собствено произвеждания хормон.
  • Интракринно – хормонално вещество действа вътре в клетката, без да бъде секретирано.

Ендокринни жлези и примери за хормони

Основни ендокринни жлези: хипофиза (преден и заден дял), щитовидна жлеза, паращитовидни жлези, надбъбречни жлези, панкреас (островчета на Лангерханс), яйчници и тестиси. Примери:

  • Инсулин – регулира нивата на глюкоза в кръвта.
  • Тироксин (T4) и трийодтиронин (T3) – управляват обмяната на веществата и енергийния баланс.
  • Адреналин – участва в реакцията "борба или бягство".
  • Кортизол – регулира стресовите реакции и метаболизма на въглехидратите, белтъците и мазнините.
  • Полови хормони (естроген, прогестерон, тестостерон) – контролират репродуктивната система и вторичните полови белези.

Регулация и обратна връзка

Секрецията на повечето хормони се контролира чрез обратна връзка. Най-често срещана е негативната обратна връзка, при която повишаването на нивото на краен хормон намалява секрецията на стимулаторните хормони. Пример: ниските нива на щитовидните хормони водят до повишаване на TSH от хипофизата, което стимулира щитовидната жлеза.

Транспорт в кръвта и полуживот

Много хормони (особено стеройди и щитовидни хормони) се пренасят в кръвта свързани с плазмени белтъци. Свързването влияе на полуживота и биологичната активност. Други хормони остават разтворени плазмата и имат по-кратък полуживот.

Клинично значение

Нарушения в произвеждането или действието на хормоните водят до заболявания: хиперсекреция или хипосекреция. Примери: захарен диабет (недостатъчност или резистентност към инсулин), хипотиреоидизъм и хипертиреоидизъм, болест на Кушинг (прекомерни кортизолови нива). Лечението може да включва заместителна хормонална терапия, инхибитори на хормонална секреция или хирургична интервенция.

Изследване и приложение

Хормоналните нива се измерват чрез кръвни, урини или други биологични тестове. В медицината хормоните се използват и терапевтично: инсулин при диабет, щитовидни хормони при хипотиреоидизъм, синтетични кортикостероиди при възпалителни и автоимунни заболявания, хормонални контрацептиви и др.

Кратка историческа бележка

Откриването на секретина през 1902 г. от учени като W. M. Bayliss и E. H. Starling е едно от фундаменталните събития в ендокринологията. Самият термин "хормон" (от гръцки "възбудител" или "стимулант") е предложен и популяризиран от Ernest Starling около 1905 г.

Разбирането на хормоналната регулация продължава да се развива: днес знаем за сложни мрежи от взаимодействия между хормони, клетки и тъкани, както и за ролята на рецепторната чувствителност и генетичните фактори в контрола на хомеостазата.




  Химичната структура на хормона епинефрин (адреналин)  Zoom
Химичната структура на хормона епинефрин (адреналин)  

Действия

Хормоните правят много неща. Те регулират метаболизма. Метаболизмът е химичните и енергийните реакции, които протичат в живото същество. Хормоните предизвикват растежа и смъртта на клетките и на цели организми. Хормоните също така започват и контролират половото развитие. Например хормоните естроген и прогестерон карат момичетата да преминат през пубертета. Хормоните помагат за поддържането на хомеостазата в организма. Хомеостаза означава да се поддържа постоянно състояние в организма, като например температура, количество вода и соли и количество захар. Хормоните, отделяни от една жлеза, могат също така да кажат на други жлези да произвеждат различни хормони.


 

Видове хормони

При повечето гръбначни животни има четири вида хормони. Те са групирани според химичните вещества, от които са направени.


 

Регулиране на хормоните

В биологията регулирането означава да контролираш нещо. Така че регулирането на хормоните означава да се контролира колко хормони се произвеждат и освобождават от клетките.

Отрицателна обратна връзка

Регулирането на хормоните се извършва предимно чрез отрицателна обратна връзка. При отрицателната обратна връзка хормонът предизвиква ефект. Клетките, които произвеждат хормона, откриват този ефект и производството му се прекратява.

Добър пример за отрицателна обратна връзка е хормонът инсулин. Инсулинът се произвежда от панкреаса. Инсулинът се освобождава от панкреаса в отговор на консумацията на глюкоза. Количеството на глюкозата в кръвта се повишава и панкреасът открива това увеличение. След това той отделя инсулин в кръвта. Инсулинът увеличава усвояването на глюкозата в целевите клетки. Част от глюкозата се използва от клетките, но част от нея се превръща и съхранява под формата на гликоген. Усвояването на глюкозата от клетките намалява нивото на глюкозата в кръвта. Това понижение се отчита от панкреаса и в отговор той спира да отделя инсулин в кръвта. С намаляването на нивата на инсулина в кръвта намалява и усвояването на глюкозата от клетките.

Следователно тази отрицателна обратна връзка помага за поддържане на нормални нива на глюкоза в кръвта и предотвратява екстремни промени.

Съществуват три основни вида хормони. Стероидните хормони са неполярни и не се нуждаят от рецептор. Вторият тип са пептидните хормони. Третият тип са хормоните, получени от тирозин. Пример за това са хормоните Т3 и Т4, произвеждани от щитовидната жлеза.

Контрарегулаторни хормони

Често два хормона контролират един и същ продукт, като единият увеличава, а другият намалява целта. Глюкозата в кръвта е много важна за организма и се контролира от повече от един хормон. Други хормони също карат нивото на глюкозата да се повишава или понижава. Ако нивото на глюкозата стане твърде ниско, организмът освобождава хормони, които правят обратното на инсулина. Те не казват на клетките в тялото да поемат глюкоза от кръвта. Те казват на клетките да върнат глюкозата обратно в кръвта. Този вид хормони, които действат противоположно на други хормони, се наричат контрарегулаторни хормони. Контрарегулаторни хормони за инсулина са глюкагонът и епинефринът.

Положителни отзиви

Повечето важни неща в организма се поддържат в хомеостаза чрез отрицателна обратна връзка и контрарегулиращи хормони. Въпреки това някои неща се контролират по различни начини. Един от редките начини е положителната обратна връзка. При отрицателната обратна връзка ефектът на хормона кара дадена жлеза да спре да произвежда хормони. При положителната обратна връзка се случва обратното. Ефектът на хормона кара жлезата да произвежда още повече хормони.

Пример за положителна обратна връзка е хормонът, който предизвиква раждането (когато се раждат бебета).Хормонът, който предизвиква това, е окситоцин. Този хормон се произвежда от хипофизната жлеза. Когато бебето започне да излиза, той разтяга мускулите на шийката на матката (дъното на матката). Нервите в шийката на матката изпращат съобщение до хипофизата. Това съобщение кара хипофизата да отделя повече окситоцин. След това окситоцинът кара мускулите на матката да се свиват или да се притискат. Това води до по-голямо разтягане на шийката на матката. Това разтягане съобщава на хипофизата да произведе още повече окситоцин. Така нивата на окситоцин продължават да се повишават, докато притискането или контракциите на матката не принудят бебето да излезе.


 

Сравнение с невротрансмитерите

Съществуват ясни различия между хормони и невротрансмитери:

  • Хормонът може да действа в по-широк диапазон от време и пространство, отколкото невротрансмитерът.
  • Хормоналните сигнали могат да се разпространяват навсякъде в кръвоносната система, но нервните сигнали се движат по вече съществуващи нервни пътища.
  • Нервните сигнали могат да се предават много по-бързо (милисекунди), отколкото хормоналните сигнали (секунди, минути или часове). Невронните сигнали могат да се изпращат със скорост до 100 метра в секунда.
  • Нервната сигнализация е действие, което може да се извършва само или само в цифров вид, докато хормоналната сигнализация е действие, което може да се променя непрекъснато. Тя зависи от концентрацията на хормона

 

Рецептори

Повечето хормони предизвикват клетъчен отговор, като се свързват с клетъчните мембрани или с рецептори в клетката. Една клетка може да има няколко различни типа рецептори, които разпознават един и същ хормон, но активират различни пътища за предаване на сигнала, или една клетка може да има няколко различни рецептора, които разпознават различни хормони и активират един и същ биохимичен път.



 Вляво : стероиден (липиден) хормон (1) навлиза в клетката (2) свързва се с рецепторен протеин (3) предизвиква синтез на мРНК, първата стъпка от синтеза на протеини. Вдясно: белтъчните хормони (1) се свързват с рецепторите, които (2) задействат пътя на трансдукция. (3) В ядрото се активират транскрипционни фактори: започва синтез на белтъци. И на двете диаграми a е хормонът, b е клетъчната мембрана, c е цитоплазмата, а d е ядрото  Zoom
Вляво : стероиден (липиден) хормон (1) навлиза в клетката (2) свързва се с рецепторен протеин (3) предизвиква синтез на мРНК, първата стъпка от синтеза на протеини. Вдясно: белтъчните хормони (1) се свързват с рецепторите, които (2) задействат пътя на трансдукция. (3) В ядрото се активират транскрипционни фактори: започва синтез на белтъци. И на двете диаграми a е хормонът, b е клетъчната мембрана, c е цитоплазмата, а d е ядрото  

Химични класове

Хормоните се определят функционално, а не структурно. Те могат да имат различни химични структури. Хормоните се срещат в многоклетъчните организми (растения, животни, гъби, кафяви и червени водорасли). Тези съединения се срещат и в едноклетъчните организми и могат да действат като сигнални молекули,


 

Пептиден хормон

Пептидните хормони са хормони с къса верига от аминокиселини.


 

Свързани страници



 

Въпроси и отговори

В: Какво представляват хормоните?


О: Хормоните са химическите пратеници на ендокринната система. Те са сигнали, които регулират вътрешната работа на организма, заедно с нервната система. Всеки многоклетъчен организъм има хормони.

В: Как действат хормоните?


О: Когато един хормон се свърже с рецепторен протеин на клетката, той стартира механизъм за сигнализиране. Клетката или тъканта, която получава това съобщение, се нарича "мишена". Хормоните действат само върху клетки, които имат подходящи рецептори.

Въпрос: Какво представлява ендокринната жлеза?


О: Ендокринната жлеза е група от клетки, които произвеждат нещо и го освобождават (поставят го извън клетката). Много жлези произвеждат хормони и повечето вътрешни секрети са от ендокринни жлези.

В: Какво представлява екзокринната жлеза?


О: Екзокринната жлеза е тази, която отделя секрети през канал или тръба, а не директно в кръвния поток, както е при ендокринните жлези. Примери за екзокринни жлези са потните жлези и слюнчените жлези, чиито продукти се отделят извън тялото.

Въпрос: Кой пръв открива хормоните?


О: Първото откритие на хормон е направено през 1902 г. от учен, който определя секретина като хормон. Думата "хормон" е използвана за първи път през 1905 г.

В: Всички клетки ли могат да изпращат съобщения?


О: Да, много различни видове клетки могат да изпращат съобщения чрез хормони, които се прикрепят към техните рецепторни протеини и стартират механизми за сигнализиране на други клетки или тъкани с цел вътрешно регулиране на телесните функции.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3