W tej lekcji poznasz zadania układu hormonalnego u zwierząt, feromony i hormonalną regulację przeobrażenia owadów. Dalej są podziały hormonów, hormony tkankowe i cztery sposoby działania hormonów, a po nich gruczoły dokrewne i ich hormony. Lekcję zamykają: regulacja rytmu dobowego, tempa metabolizmu i wzrostu oraz mechanizmy działania hormonów białkowych i steroidowych.
Do czego zwierzętom służy układ hormonalny
Funkcjonowanie organizmu zwierzęcia regulują razem dwa układy: nerwowy i hormonalny, nazywany też układem dokrewnym. Układ hormonalny wydziela specyficzne substancje — hormony. Za ich pomocą kontroluje pracę różnych narządów ciała i koordynuje ich działanie.
Produkcją i wydzielaniem hormonów zajmują się gruczoły endokrynne lub komórki endokrynne. „Endokrynne” znaczy tyle, co „dokrewne”.
Układ hormonalny, tak samo jak nerwowy, pozwala organizmowi na adaptację, kiedy zmieniają się warunki zewnętrzne i wewnętrzne.
🔑 Oba układy różnią się zasięgiem: impulsy nerwowe trafiają TYLKO do określonego narządu, a hormony są rozprowadzane PO CAŁYM CIELE — przez układ krwionośny.
Procesy, które reguluje układ hormonalny, zachodzą zazwyczaj powoli. Dlatego reakcje organizmu na zmiany środowiska też są powolne. Skutki działania hormonów trwają za to długo.
Pod kontrolą hormonów jest u zwierząt wiele procesów metabolicznych (np. rozkład i synteza glikogenu), a ponadto wzrost i rozmnażanie się. Hormony odpowiadają też za linienie bezkręgowców oraz za przeobrażenie, czyli przemianę postaci larwalnych w postaci dorosłe. Przeobrażenie dotyczy zarówno bezkręgowców (np. owadów), jak i kręgowców (np. płazów bezogonowych).
Regulacja nerwowa i hormonalna — zestawienie
| Cecha | Układ nerwowy | Układ hormonalny |
|---|---|---|
| Czym reguluje pracę narządów | impulsami nerwowymi | związkami chemicznymi — hormonami |
| Regulacja — tempo | szybka | powolna |
| Regulacja — czas trwania | krótkotrwała | długotrwała |
| Zasięg | impulsy docierają tylko do określonego narządu | hormony są rozprowadzane po całym ciele |
| Jak przebiega regulacja | komórka nerwowa → impuls nerwowy → neuroprzekaźnik → komórka docelowa lub kolejna komórka nerwowa | komórka endokrynna → hormon → naczynie krwionośne → komórka docelowa |
Feromony — hormony wydzielane na zewnątrz ciała
Niektóre hormony zwierzęce są wydzielane NA ZEWNĄTRZ ciała — to feromony. Wydzielają je gruczoły egzokrynne.
Gruczoły egzokrynne leżą m.in. w błonach śluzowych narządów rozrodczych i w skórze. Feromony są lotne. Ich działanie jest skierowane na inne osobniki tego samego gatunku.
🔑 Pierwszy feromon, jaki opisano, to bombikol. Jest wydzielany przez dojrzałe płciowo samice jedwabnika, a jego funkcja to przywabianie samców. Samiec wyczuwa zapach tego feromonu nawet przy stężeniu jednej cząsteczki na trylion cząsteczek powietrza.
Jak hormony kierują przeobrażeniem owada
Przeobrażenie owadów kontrolują substancje wydzielane przez następujące struktury:
| Struktura | Położenie | Wydzielana substancja |
|---|---|---|
| Ciała sercowate | bezpośrednio za mózgiem | hormon protorakotropowy (PTTH) |
| Ciała przyległe | za ciałami sercowatymi | hormon juwenilny |
| Gruczoł protorakalny | w segmentach tułowiowych | ekdyzon — hormon linienia |
W mózgu owada są ponadto komórki neurohormonalne.
| Etap | Przebieg |
|---|---|
| 1 | PTTH, czyli hormon protorakotropowy, jest wydzielany przez ciała sercowate. |
| 2 | PTTH pobudza gruczoł protorakalny. Gruczoł wytwarza wtedy ekdyzon — hormon linienia. |
| 3 | Hormon juwenilny jest wydzielany przez ciała przyległe. |
| 4 | Stężenie hormonu juwenilnego jest stale WYSOKIE: larwa przechodzi kolejne linienia. |
| 5 | Stężenie hormonu juwenilnego obniża się poniżej wartości progowej: larwa przemienia się w poczwarkę. |
| 6 | Stężenie hormonu juwenilnego jest stale NISKIE: poczwarka przeobraża się w postać imago. |
Kolejne stadia to: larwa → (linienie) → larwa → poczwarka → imago. Ekdyzon działa na każdym z etapów 4–6. Etapy te różni stężenie hormonu juwenilnego.
Z czego składa się układ hormonalny i jakie ma funkcje
Układ hormonalny działa poprzez hormony. Są to substancje organiczne, a ich rola to modyfikowanie czynności komórek docelowych: stymulowanie lub hamowanie.
W skład układu wchodzą gruczoły dokrewne oraz wyspecjalizowane komórki wydzielnicze. Komórki te są rozsiane w innych narządach i tkankach.
Wydzielanie wewnętrzne bada nauka zwana endokrynologią.
Poza gruczołami dokrewnymi organizm ma gruczoły zewnątrzwydzielnicze. Do układu hormonalnego one NIE należą.
| Cecha | Gruczoły wewnątrzwydzielnicze (dokrewne) | Gruczoły zewnątrzwydzielnicze |
|---|---|---|
| Przewody wyprowadzające | 🔑 brak — te gruczoły NIE mają przewodów, które wyprowadzałyby wydzielinę | są — specjalne przewody wyprowadzające |
| Droga wydzieliny | substancje, które gruczoł sam wytwarza (hormony), przechodzą bezpośrednio do krwi (do naczynia krwionośnego) lub do innych płynów ustrojowych; dzieje się to na drodze egzocytozy | wydzielane substancje wydostają się z gruczołu przewodem wyprowadzającym |
| Przykłady | np. nadnercza | m.in. gruczoły potowe, ślinianki i gruczoły łojowe |
Główne funkcje układu hormonalnego:
| Co podlega regulacji | Opis |
|---|---|
| Praca narządów | układ ją reguluje i koordynuje; dzięki temu organizm może adaptować się do zmian w środowisku i utrzymywać homeostazę |
| Rozmnażanie | regulacja procesów, które są z nim związane |
| Wzrost i rozwój | regulacja procesów wzrostu oraz rozwoju |
| Metabolizm | regulacja procesów metabolicznych |
Według czego dzieli się hormony
Hormony dzieli się na kilka sposobów. Budowa chemiczna to jedno z kryteriów. Pozostałe opisane tutaj to: miejsce i zakres działania, mechanizm działania oraz kierunek regulowanych procesów metabolicznych.
| Kryterium | Grupa i jej cechy | Przykłady |
|---|---|---|
| budowa chemiczna | Hormony steroidowe — są syntetyzowane z cholesterolu | np. testosteron |
| budowa chemiczna | Hormony niesteroidowe — zalicza się do nich m.in. hormony białkowe, pochodne aminokwasów oraz pochodne kwasów tłuszczowych | hormon białkowy: np. insulina; pochodna aminokwasów: np. tyroksyna; pochodne kwasów tłuszczowych: np. prostaglandyny |
| miejsce i zakres działania | Hormony o działaniu ogólnym — wydzielają je gruczoły dokrewne; na komórki docelowe działają za pośrednictwem układu krwionośnego | m.in. adrenalina czy hormon wzrostu |
| miejsce i zakres działania | Hormony tkankowe — uwalniają je komórki wydzielnicze, które osobnego narządu nie tworzą, tylko leżą w obrębie innych narządów (np. nerek, żołądka czy jelit). Hormony te mogą działać na komórki sąsiadujące z komórkami wydzielniczymi albo trafiać do komórek docelowych z krwią | m.in. erytropoetyna, histamina i gastryna |
| mechanizm działania | hormony, których stężenie we krwi znacznie się waha — zależnie od aktualnego stanu organizmu | np. adrenalina |
| mechanizm działania | hormony, których stężenie we krwi organizm utrzymuje na poziomie względnie stałym | np. tyroksyna |
| kierunek regulowanych procesów metabolicznych | Hormony anaboliczne — nasilają procesy syntezy | np. insulina lub testosteron |
| kierunek regulowanych procesów metabolicznych | Hormony kataboliczne — nasilają procesy rozkładu; wiążą się one m.in. z uwalnianiem energii | np. glukagon lub tyroksyna |
🔑 Hormony tkankowe to grupa związków bardzo duża i zróżnicowana. Współcześnie zalicza się do niej również cytokiny — związki, które uczestniczą m.in. w procesach odpornościowych.
🔑 Hormony anaboliczne i kataboliczne działają CZĘSTO antagonistycznie, czyli przeciwstawnie.
Gastryna, erytropoetyna, histamina — przykłady hormonów tkankowych
| Hormon | Gdzie jest wydzielany | Jak działa |
|---|---|---|
| Gastryna | błona śluzowa dwunastnicy i żołądka | Pobudza przewód pokarmowy do pracy. W żołądku zwiększa wydzielanie pepsyny i kwasu solnego. Sprawia też, że szybciej regeneruje się błona śluzowa jelita grubego, dwunastnicy i żołądka |
| Erytropoetyna | wątroba, nerki | W szpiku kostnym czerwonym pobudza powstawanie erytrocytów oraz syntezę hemoglobiny. Sama erytropoetyna jest syntetyzowana w odpowiedzi na bodziec, którym jest m.in. niedotlenienie organizmu |
| Histamina | różne tkanki i komórki organizmu, m.in. błona śluzowa przewodu pokarmowego oraz leukocyty | Uczestniczy w reakcjach alergicznych i w powstawaniu stanu zapalnego. Pod jej wpływem naczynia krwionośne się rozszerzają, a kurczą się mięśnie gładkie oskrzeli oraz mięśnie przewodu pokarmowego |
- Leptyna to także hormon tkankowy. Powstaje głównie w tkance tłuszczowej żółtej, a skutkiem jej działania jest zmniejszenie apetytu.
- Masa tkanki tłuszczowej i stężenie leptyny we krwi są do siebie proporcjonalne. Leptyna przekazuje mózgowi informację o zasobach energetycznych organizmu.
- Gdy wytwarzanie leptyny jest zaburzone, często dochodzi do nadwagi i otyłości.
Działanie autokrynne, parakrynne, endokrynne i neurokrynne
Są cztery sposoby działania hormonów: autokrynny, parakrynny, endokrynny i neurokrynny. 🔑 Niektóre hormony działają na wszystkie cztery sposoby, inne — tylko na kilka albo na jeden.
| Sposób działania | Na co wpływa hormon i jak tam dociera | Przykład |
|---|---|---|
| Autokrynny | hormon wpływa na czynność tych samych komórek, które go wydzieliły; komórka wydzielnicza jest tu zarazem komórką docelową | Insulinopodobny czynnik wzrostu I (jedna z cytokin). Produkują go i wydzielają m.in. chondrocyty, a działa on na te same chondrocyty: pobudza je do namnażania się i hamuje ich obumieranie. W ten sposób wpływa na wzrost całego ciała i szkieletu |
| Parakrynny | hormon wpływa na czynność komórek sąsiednich; dociera do nich przez przestrzeń międzykomórkową, dyfundując | Cytokiny limfocytów. Limfocyty wytwarzają je i wydzielają, a cytokiny działają na makrofagi, które z limfocytami sąsiadują. Skutkiem jest stymulacja fagocytozy drobnoustrojów chorobotwórczych |
| Endokrynny | hormon wpływa na komórki odległych tkanek i narządów; z komórki wydzielniczej trafia do naczynia krwionośnego i dociera do celu z krwią | Kalcytonina. Wytwarza ją i wydziela tarczyca. Hormon ten wpływa na tkankę kostną: blokuje uwalnianie z niej wapnia |
| Neurokrynny | hormonami są tu neurohormony; wydzielają je aksony neuronów. Neurohormony bezpośrednio wpływają na inne neurony, a poprzez układ krążenia (naczynie krwionośne) także na odległe komórki docelowe | Somatostatyna. Wytwarzają ją neurony podwzgórza, a wpływa ona na komórki przysadki |
Komórka docelowa ma receptor, z którym hormon się łączy.
Gruczoły dokrewne — który co wydziela
Gruczoły dokrewne leżą w różnych miejscach ciała i NIE mają ze sobą bezpośredniego połączenia. Łączy je układ krwionośny: to on przenosi ich hormony po całym organizmie.
🔑 Pracę układu hormonalnego reguluje układ nerwowy, a pośredniczy w tym podwzgórze.
| Gruczoł | Budowa, rola i hormony |
|---|---|
| Podwzgórze | Część mózgowia. Steruje funkcją wydzielniczą przysadki i jest łącznikiem układu nerwowego z hormonalnym. Wytwarza także oksytocynę i wazopresynę; oba hormony trafiają do przysadki i dopiero z niej są uwalniane |
| Przysadka | Ma dwie części. Przysadka gruczołowa (płat przedni) wydziela hormony przysadki. Przysadka nerwowa (płat tylny) magazynuje hormony podwzgórza i je uwalnia |
| Szyszynka | wydziela melatoninę |
| Tarczyca | wydziela kalcytoninę, tyroksynę i trójjodotyroninę |
| Przytarczyce | wydzielają parathormon |
| Grasica | wytwarza m.in. tymozynę |
| Nadnercza | Mają korę i rdzeń. Rdzeń nadnerczy wydziela adrenalinę, a kora nadnerczy — m.in. kortyzol |
| Trzustka | wytwarza glukagon i insulinę |
| Jądra | wytwarzają testosteron |
| Jajniki | wytwarzają progesteron i estrogeny |
Oś podwzgórze – przysadka – tkanka docelowa
W tylnym płacie przysadki są przejściowo magazynowane niektóre hormony podwzgórza. Inne regulują czynność wydzielniczą płata przedniego.
Przedni płat przysadki wydziela m.in. hormony tropowe. Stymulują one działanie gonad, kory nadnerczy i tarczycy.
| Hormon | Grupa | Działanie |
|---|---|---|
| Hormon wzrostu (GH) | hormon przysadki; na tkanki docelowe działa BEZPOŚREDNIO | Stymuluje wzrost organizmu. We wszystkich komórkach pobudza przemiany sacharydów, lipidów i białek |
| Prolaktyna (PRL) | hormon przysadki; na tkanki docelowe działa BEZPOŚREDNIO | Hamuje owulację. Po porodzie pobudza u kobiet gruczoły mlekowe, żeby wytwarzały mleko |
| Wazopresyna (ADH) | hormon podwzgórza; przysadka go magazynuje i uwalnia | Steruje procesem zagęszczania moczu i w ten sposób reguluje gospodarkę wodną: pod jej wpływem organizm zatrzymuje wodę |
| Oksytocyna | hormon podwzgórza; przysadka go magazynuje i uwalnia | Wywołuje skurcze: macicy u kobiet i nasieniowodów u mężczyzn. U kobiet wywołuje też wydzielanie mleka |
| Gonadotropiny (FSH i LH), kortykotropina (ACTH), tyreotropina (TSH) | hormony przysadki; na tkanki docelowe działają POŚREDNIO — to hormony tropowe | stymulują działanie gruczołów wymienionych niżej |
Hormony tropowe i ich narządy docelowe:
| Hormon tropowy | Narząd docelowy | Hormony tego narządu i ich działanie |
|---|---|---|
| TSH | tarczyca | Tyroksyna i trójjodotyronina: ułatwiają wchłanianie glukozy z przewodu pokarmowego, a także pobudzają metabolizm. Kalcytonina: blokuje uwalnianie wapnia z kości i w ten sposób zmniejsza jego stężenie we krwi |
| ACTH | kora nadnerczy | Kortyzol: działa przeciwzapalnie, podnosi stężenie glukozy we krwi i obniża odporność organizmu |
| FSH, LH | jądro | Testosteron: pod jego wpływem rozwijają się męskie narządy rozrodcze. Odpowiada też za męską budowę ciała, rozrost krtani oraz wzrost kości i mięśni szkieletowych |
| FSH, LH | jajnik | Estrogeny: pod ich wpływem rozwijają się żeńskie narządy rozrodcze; wpływają też na cykl miesiączkowy, typ owłosienia, barwę głosu i proporcje ciała. Progesteron: umożliwia rozwój zarodka i płodu, wpływa na cykl miesiączkowy |
Gruczoły dokrewne poza kontrolą hormonów tropowych
Hormony tropowe przysadki NIE regulują niektórych gruczołów dokrewnych. Są to m.in.: trzustka, rdzeń nadnerczy, grasica, przytarczyce i szyszynka.
| Gruczoł | Hormon | Działanie |
|---|---|---|
| Szyszynka | melatonina | Jest wydzielana głównie w nocy. Reguluje rytm dobowy: wywołuje uczucie senności i wprowadza organizm w stan snu |
| Przytarczyce | parathormon | Podnosi stężenie wapnia we krwi: uwalnia wapń z kości i wzmaga jego wchłanianie z przewodu pokarmowego |
| Grasica | hormony grasicy, m.in. tymozyna | U dzieci stymulują rozwój układu odpornościowego. Przyspieszają dojrzewanie limfocytów T |
| Rdzeń nadnerczy | adrenalina i noradrenalina | Powstają głównie w warunkach stresu. Pod ich wpływem rosną: częstość oddechów, częstość skurczów serca, ciśnienie krwi i stężenie glukozy we krwi |
| Trzustka | insulina | Obniża stężenie glukozy we krwi. Sprawia, że glukoza gromadzi się w wątrobie jako glikogen — to glikogenogeneza |
| Trzustka | glukagon | Podwyższa poziom glukozy we krwi: stymuluje rozkład glikogenu, który znajduje się w wątrobie — to glikogenoliza |
🔑 Wapń we krwi: parathormon jego stężenie ZWIĘKSZA, a kalcytonina ZMNIEJSZA.
Podwzgórze i przysadka a homeostaza
Podwzgórze należy do międzymózgowia. Kieruje czynnością autonomicznego układu nerwowego. Wpływa też na to, jak funkcjonują ośrodki w rdzeniu kręgowym, pniu mózgu i korze mózgowej.
| Podwzgórze reguluje m.in.: |
|---|
| termoregulację |
| pobieranie pokarmu |
| gospodarkę wodną organizmu |
| funkcjonowanie układu krążenia |
| reakcje obronne, np. agresję, wściekłość |
| procesy płciowe, m.in. popęd płciowy |
W podwzgórzu leżą też jądra nerwowe. Są to skupiska komórek neurowydzielniczych. Komórki te wytwarzają i wydzielają neurohormony.
🔑 Niektóre neurohormony regulują czynności wydzielnicze PRZEDNIEGO płata przysadki. Inne są transportowane do płata TYLNEGO i tam magazynowane.
Neurohormony regulujące wydzielanie hormonów tropowych docierają do przysadki żyłami. Są to żyły wrotne podwzgórzowo-przysadkowe. Prowadzą one od podwzgórza, gdzie leżą komórki neurowydzielnicze, do przedniego płata przysadki.
Podwzgórze oddziałuje więc na układ nerwowy i na układ hormonalny. Dzięki temu organizm może utrzymać homeostazę i adaptować się do warunków środowiska zewnętrznego.
Trzustka — narząd zewnątrz- i wewnątrzwydzielniczy
🔑 Trzustka jest zarazem narządem zewnątrzwydzielniczym i wewnątrzwydzielniczym. W pierwszej roli wydziela enzymy trawienne, w drugiej — hormony: glukagon i insulinę.
W komórkach trzustki silnie rozwinięta jest siateczka śródplazmatyczna szorstka. Na jej rybosomach powstają białka enzymatyczne i hormonalne. Komórki te mają też liczne aparaty Golgiego. W aparatach Golgiego gotowe wydzieliny są modyfikowane i sortowane, a stamtąd wysyłane poza komórki gruczołowe.
| Część trzustki | Budowa | Co wytwarza | Dokąd trafia wydzielina |
|---|---|---|---|
| Zewnątrzwydzielnicza | To główna masa trzustki. W jej skład wchodzą m.in. pęcherzyki wydzielnicze | Enzymy trawienne. Komórki pęcherzyków wytwarzają je często jako nieaktywne proenzymy; w komórkach tych są ziarna proenzymu | Pęcherzyki mają przewody wyprowadzające. Uchodzą one do przewodu trzustkowego, a ten prowadzi do dwunastnicy |
| Wewnątrzwydzielnicza | Skupienia komórek gruczołowych, czyli wyspy trzustkowe (wyspy Langerhansa) | Komórki A (alfa, α): glukagon — stymuluje on glikogenolizę. Komórki B (beta, β): insulina — stymuluje ona glikogenogenezę; w komórkach tych są pęcherzyki z insuliną | Insulina i glukagon są uwalniane z komórek do krwi |
Hormony a rytm dobowy, tempo metabolizmu i wzrost
Hormony regulują wiele ważnych procesów w organizmie. Mają wpływ m.in. na wzrost, metabolizm i rytm dobowy.
Rytm dobowy. Aktywność dobową organizmu reguluje szyszynka. Jej hormon, melatonina, kontroluje stany czuwania i snu. 🔑 Wydzielanie melatoniny jest regulowane przez światło. Pobudza ono specjalne receptory, które leżą w siatkówce oka.
| Warunki | Receptory w siatkówce | Melatonina | Aktywność organizmu |
|---|---|---|---|
| Światło | pobudzone | jej produkcja jest ZAHAMOWANA | wzmożona |
| Ciemność | niepobudzone | szyszynka ją wydziela | wysokie stężenie melatoniny umożliwia spowolnienie aktywności i zasypianie |
Tempo metabolizmu. Reguluje je przede wszystkim tarczyca. Wydziela ona tyroksynę i trójjodotyroninę. Oba hormony pobudzają wiele procesów fizjologicznych i przemian metabolicznych, m.in.:
| Czego dotyczy | Procesy pobudzane przez hormony tarczycy |
|---|---|
| ATP i ciepło | produkcja ciepła w tkankach oraz rozkład ATP |
| Tłuszcze | utlenianie kwasów tłuszczowych, a także rozkład tłuszczów |
| Glukoza | jej transport do wnętrza komórek |
| Serce i przepływ krwi | przyspieszanie czynności serca; zwiększanie przepływu krwi przez narządy ciała |
Odpowiednie stężenie hormonów tarczycy jest ponadto niezbędne, żeby prawidłowo pracowały układ rozrodczy i układ nerwowy.
Wzrost organizmu. Wiąże się on z funkcjonowaniem przysadki. Wytwarza ona m.in. hormon wzrostu, czyli somatotropinę. Hormon ten pobudza komórki, żeby przeprowadzały procesy niezbędne do zwiększania rozmiarów ciała, np.:
| Czego dotyczy | Procesy pobudzane przez hormon wzrostu |
|---|---|
| Kości | ich rozrost |
| Kwasy tłuszczowe | ich utlenianie i pozyskiwanie z nich energii |
| Białka | ich synteza w tkankach, głównie w tkance mięśniowej i tkance kostnej |
Receptory i mechanizm działania hormonów
🔑 Hormon wydzielony do płynów ustrojowych działa WYŁĄCZNIE na komórki docelowe. Są to komórki, które mają receptory charakterystyczne dla tego hormonu. Stąd bierze się wybiórcze i specyficzne działanie hormonów: pobudzają lub hamują aktywność określonych tkanek i narządów.
O położeniu receptorów decyduje budowa chemiczna hormonu. Receptory mogą leżeć na powierzchni komórki docelowej albo w jej wnętrzu.
| Typ hormonu | Czy wnika do komórki | Receptory | Co dalej |
|---|---|---|---|
| Hormony białkowe | NIE — przez błony do wnętrza komórki nie dyfundują | w błonie komórkowej; to receptory błonowe | Hormon wiąże się z receptorem, a wywołany tym sygnał jest przekazywany z udziałem substancji pośredniczących. Hormon białkowy może aktywować związki, które w komórce już istnieją (głównie białka enzymatyczne), albo stymulować syntezę białek nowych |
| Hormony steroidowe | tak — rozpuszczają się w tłuszczach, więc przez błony dyfundują | receptory cytozolowe (leżą w cytozolu) lub receptory jądrowe (leżą w jądrze komórkowym). Niektóre hormony korzystają z obu typów receptorów | Stymulują syntezę nowych białek; białka te zmieniają aktywność komórki |
| Hormony będące pochodnymi aminokwasów | zazwyczaj nie | receptory błonowe — tak jak u hormonów białkowych | Uruchamiają ciąg reakcji, które prowadzą do zmiany aktywności komórki |
| Wyjątek: hormony tarczycy | tak — tyroksyna i trójjodotyronina (pochodne aminokwasu tyrozyny) przechodzą przez błony dzięki błonowym białkom przenośnikowym | receptory jądrowe — tak jak u niektórych hormonów steroidowych | Uruchamiają ciąg reakcji, które prowadzą do zmiany aktywności komórki |
Działanie hormonu białkowego krok po kroku
Hormon białkowy zostaje na zewnątrz komórki i wiąże się z receptorem w błonie komórkowej. Kinaza białkowa i białko, które ona fosforyluje, znajdują się w cytozolu. Po etapie 6 droga się rozgałęzia: w etapie 7a działa białko już istniejące, a etapy 7b–9 prowadzą do syntezy nowego białka.
| Etap | Przebieg |
|---|---|
| 1 | Hormon przyłącza się do receptora błonowego. Tak powstaje kompleks hormon–receptor. |
| 2 | Kompleks aktywuje białko G, czyli białko regulacyjne. |
| 3 | Białko G aktywuje enzym o nazwie cyklaza adenylanowa. Enzym ten przekształca ATP w cAMP; powstaje przy tym PPi (cAMP + PPi). |
| 4 | Pod wpływem cAMP nieaktywna kinaza białkowa staje się aktywna. Kinaza ta katalizuje reakcje fosforylacji, w których bierze udział ATP. |
| 5 | Kinaza białkowa fosforyluje białko nieaktywne; ATP przechodzi przy tym w ADP. |
| 6 | Skutkiem fosforylacji jest białko aktywne (ufosforylowane). |
| 7a | Białko w formie aktywnej, np. białko enzymatyczne, wpływa na metabolizm komórki. Aktywność komórki się zmienia. |
| 7b | Białko w formie aktywnej przechodzi do jądra komórkowego. Stymuluje tam transkrypcję określonego genu (DNA → mRNA). |
| 8 | Powstało mRNA. W czasie translacji zostaje zsyntetyzowane określone białko, np. enzymatyczne. |
| 9 | Nowe białko wpływa na metabolizm komórki. Aktywność komórki się zmienia. |
Działanie hormonu steroidowego krok po kroku
Hormon steroidowy przechodzi przez błonę komórkową do cytozolu.
| Etap | Przebieg |
|---|---|
| 1 | W cytozolu hormon wiąże się z receptorem cytozolowym. Tak powstaje kompleks hormon–receptor. |
| 2 | Kompleks przechodzi do jądra komórkowego. Tam łączy się z receptorem jądrowym, a ten jest zlokalizowany na DNA. |
| 3 | Skutkiem tego połączenia jest stymulacja transkrypcji określonego genu. Powstaje mRNA. |
| 4 | W czasie translacji zostaje zsyntetyzowane określone białko, np. enzymatyczne. Białko to zmienia aktywność komórki. |
Hormon, który już zadziałał, odłącza się od receptora cytozolowego i zostaje zmetabolizowany.
- Układ nerwowy reguluje szybko i krótkotrwale, a impulsy trafiają tylko do określonego narządu. Układ hormonalny reguluje powoli i długotrwale, a hormony są rozprowadzane po całym ciele.
- Feromony są wydzielane przez gruczoły EGZOkrynne — na zewnątrz ciała. Odbiorcami feromonów są inne osobniki tego samego gatunku. Pierwszy opisany feromon to bombikol, wydzielany przez samice jedwabnika.
- Hormon juwenilny: stałe wysokie stężenie → kolejne linienia larwy; spadek poniżej wartości progowej → poczwarka; stałe niskie stężenie → imago. Ekdyzon to hormon linienia. Wytwarza go gruczoł protorakalny pobudzony przez PTTH z ciał sercowatych. Hormon juwenilny pochodzi z ciał przyległych.
- Gruczoł dokrewny nie ma przewodów wyprowadzających. Jego hormony do krwi lub innych płynów ustrojowych trafiają bezpośrednio, na drodze egzocytozy. Ślinianki, gruczoły łojowe i gruczoły potowe do układu hormonalnego nie należą.
- Hormony steroidowe są syntetyzowane z cholesterolu. Grupa niesteroidowych obejmuje m.in. hormony białkowe, pochodne aminokwasów i pochodne kwasów tłuszczowych.
- Syntezę nasilają hormony anaboliczne (np. insulina, testosteron). Rozkład nasilają hormony kataboliczne (np. glukagon, tyroksyna). Działanie hormonów anabolicznych i katabolicznych jest często antagonistyczne, czyli przeciwstawne.
- Stężenie adrenaliny we krwi znacznie się waha. Stężenie tyroksyny jest względnie stałe.
- Skąd pochodzą hormony tkankowe: erytropoetyna — z wątroby i nerek (bodziec do jej syntezy: m.in. niedotlenienie); gastryna — z błony śluzowej dwunastnicy i żołądka; histamina — m.in. z leukocytów oraz z błony śluzowej przewodu pokarmowego. Histamina kurczy mięśnie gładkie oskrzeli i mięśnie przewodu pokarmowego, a naczynia krwionośne ROZSZERZA.
- Autokrynnie — na komórkę, która sama wydzieliła hormon. Parakrynnie — na komórki sąsiednie, przez przestrzeń międzykomórkową. Endokrynnie — na komórki odległe, z krwią. Neurokrynnie — neurohormony wydzielane przez aksony neuronów.
- Płat przedni (przysadka gruczołowa) WYDZIELA hormony przysadki. Płat tylny (przysadka nerwowa) MAGAZYNUJE hormony podwzgórza i je UWALNIA. Oksytocyna i wazopresyna powstają w podwzgórzu; trafiają do przysadki i dopiero z niej są uwalniane.
- GH i prolaktyna działają na tkanki docelowe BEZPOŚREDNIO. Hormony TROPOWE — TSH, ACTH, FSH i LH — działają POŚREDNIO.
- Mleko: prolaktyna pobudza gruczoły mlekowe do jego WYTWARZANIA (i hamuje owulację), a oksytocyna wywołuje jego WYDZIELANIE (oraz skurcze macicy).
- Parathormon ZWIĘKSZA stężenie wapnia we krwi: uwalnia wapń z kości i wzmaga jego wchłanianie z przewodu pokarmowego. Kalcytonina je ZMNIEJSZA: blokuje uwalnianie wapnia z kości.
- Glikogenogeneza — insulina. Glikogenoliza — glukagon. W wyspach trzustkowych glukagon wytwarzają komórki A, a insulinę — komórki B. Te same komórki oznacza się też literami greckimi: A = α (alfa), B = β (beta).
- Trzustka to jednocześnie gruczoł zewnątrzwydzielniczy i wewnątrzwydzielniczy. Główną masę narządu stanowi część zewnątrzwydzielnicza.
- Hormony tropowe przysadki nie regulują niektórych gruczołów dokrewnych. Są to m.in. grasica, szyszynka, trzustka, przytarczyce i rdzeń nadnerczy.
- Nadnercza: kora wydziela m.in. kortyzol, a rdzeń — adrenalinę. Kortyzol zwiększa stężenie glukozy we krwi, działa przeciwzapalnie i OBNIŻA odporność.
- Światło HAMUJE produkcję melatoniny. W ciemności szyszynka melatoninę wydziela. Receptory, które światło pobudza, leżą w siatkówce oka. Melatonina jest wydzielana głównie w nocy.
- Żyłami wrotnymi podwzgórzowo-przysadkowymi są transportowane do przysadki te neurohormony z podwzgórza, KTÓRE REGULUJĄ WYDZIELANIE HORMONÓW TROPOWYCH.
- Hormony białkowe: receptory BŁONOWE i substancje pośredniczące. Hormony steroidowe: receptory cytozolowe lub jądrowe. Wyjątek wśród pochodnych aminokwasów: tyroksyna i trójjodotyronina. Przez błony przenoszą je błonowe białka przenośnikowe, a łączą się one z receptorami jądrowymi.
- Kolejność w kaskadzie hormonu białkowego: hormon + receptor → białko G → cyklaza adenylanowa → ATP w cAMP → kinaza białkowa → fosforylacja białka.
- Hormon steroidowy: receptor jądrowy jest zlokalizowany NA DNA. Efekt końcowy to białko zsyntetyzowane w czasie translacji; to ono zmienia aktywność komórki.
To najważniejsze!
- Funkcjonowanie organizmu regulują razem układ nerwowy i układ hormonalny (dokrewny). Nerwowy reguluje impulsami nerwowymi: szybko i krótkotrwale, a impulsy docierają tylko do określonego narządu. Hormonalny reguluje hormonami: powoli i długotrwale, a hormony układ krwionośny rozprowadza po całym ciele.
- Feromony to hormony, które gruczoły egzokrynne wydzielają na zewnątrz ciała. Ich adresatem są inne osobniki tego samego gatunku. Przykład: bombikol jedwabnika.
- Przeobrażenie owada: PTTH z ciał sercowatych pobudza gruczoł protorakalny do wytwarzania ekdyzonu. Hormon juwenilny jest wydzielany przez ciała przyległe. Przy jego stale wysokim stężeniu larwa linieje, po spadku poniżej wartości progowej przemienia się w poczwarkę, a przy stale niskim poczwarka przeobraża się w imago.
- Układ hormonalny tworzą gruczoły dokrewne i wyspecjalizowane komórki wydzielnicze. Gruczoły dokrewne nie mają przewodów wyprowadzających; do krwi lub innych płynów ustrojowych ich hormony trafiają bezpośrednio.
- Hormony dzieli się m.in. na steroidowe i niesteroidowe, o działaniu ogólnym i tkankowe (np. gastryna, erytropoetyna, histamina), anaboliczne i kataboliczne. Hormon może działać autokrynnie, parakrynnie, endokrynnie lub neurokrynnie.
- Podwzgórze łączy układ nerwowy z hormonalnym i steruje funkcją wydzielniczą przysadki. Płat przedni przysadki wydziela m.in. hormony tropowe (TSH, ACTH, FSH i LH). Płat tylny magazynuje i uwalnia hormony podwzgórza: wazopresynę i oksytocynę.
- Hormony tropowe przysadki nie regulują m.in. szyszynki, przytarczyc, grasicy, rdzenia nadnerczy i trzustki. Rytm dobowy reguluje melatonina z szyszynki. Za tempo metabolizmu odpowiada przede wszystkim tarczyca (tyroksyna i trójjodotyronina). Wzrost organizmu wiąże się z przysadką, która wytwarza m.in. hormon wzrostu.
- Hormon działa wyłącznie na komórki docelowe, czyli takie, które mają charakterystyczne dla niego receptory. Hormony białkowe wiążą się z receptorami błonowymi (białko G → cyklaza adenylanowa → cAMP → kinaza białkowa). Hormony steroidowe wnikają do komórki, wiążą się z receptorami cytozolowymi lub jądrowymi i stymulują transkrypcję genu.