Hormoni
Hormoni ir endokrīnās sistēmas ķīmiskie vēstneši. Hormoni ir signāli, kas kopā ar nervu sistēmu regulē organisma iekšējo darbību. Hormoni ir katrā daudzšūnu organismā. Šūnām, kas reaģē uz konkrēto hormonu, ir īpaši receptori šim hormonam. Kad hormons pievienojas receptora olbaltumvielai, sākas signalizācijas mehānisms. Šūnu vai audus, kas saņem ziņojumu, sauc par "mērķi". Hormoni iedarbojas tikai uz tām šūnām, kurām ir pareizie receptori.
Ziņu var nosūtīt daudz dažādu šūnu. Ir dažas šūnas, kuru galvenais uzdevums ir hormonu ražošana. Ja daudzas no šīm šūnām ir kopā, tās sauc par dziedzeri. Dziedzeri ir šūnu grupas, kas kaut ko ražo un izdala (izvada ārpus šūnas). Daudzi dziedzeri ražo hormonus.
"Endokrīnais" nozīmē, ka izdalās tieši asinīs. Lielākā daļa iekšējo sekrēciju nāk no endokrīnajiem dziedzeriem. Pretējs vārds ir "eksokrīns", kas nozīmē izdalīšanos caur kanāliem vai caurulēm. Dažus hormonus ražo eksokrīnie dziedzeri, un daži eksokrīnie izdalījumi izdalās ārpus organisma. Sviedru dziedzeri un siekalu dziedzeri ir eksokrīno dziedzeru piemēri, kuru produkti izdalās ārpus organisma.
Pirmais hormona atklājums tika veikts 1902. gadā. Šis hormons bija sekretīns. Vārdu "hormons" pirmo reizi lietoja 1905. gadā.
Hormona epinefrīna (adrenalīna) ķīmiskā struktūra
Darbības
Hormoni dara daudz ko. Tie regulē vielmaiņu. Metabolisms ir ķīmiskās un enerģētiskās reakcijas, kas notiek dzīvā organismā. Hormoni izraisa šūnu un veselu organismu augšanu un nāvi. Hormoni arī uzsāk un kontrolē dzimumattīstību. Piemēram, hormoni estrogēns un progesterons izraisa meiteņu pubertāti. Hormoni palīdz uzturēt homeostāzi organismā. Homeostāze nozīmē uzturēt nemainīgu stāvokli organismā, piemēram, temperatūru, ūdens un sāļu daudzumu un cukura daudzumu. Hormoni, ko izdala viens dziedzeris, var arī likt citiem dziedzeriem ražot dažādus hormonus.
Hormonu veidi
Lielākajā daļā mugurkaulnieku ir četri hormonu veidi. Tie ir sagrupēti pēc ķīmiskajām vielām, no kurām tie veidojas.
- Steroīdie hormoni - tie veidojas no holesterīna. Steroīdu hormonu piemēri ir dzimumhormoni estradiols un testosterons, kā arī stresa hormons kortizols.
- Eikozanoīdi: tie ir lipīdu hormoni - hormoni, kas veidoti no lipīdiem, tauku veidiem. Tie lielākoties ir hormoni, kas sūta ziņojumus pie šūnas, kura ražo hormonus.
- Aminoskābju atvasinājumi. Melatonīns iedarbojas uz smadzenēm, bet tiroksīns - uz gandrīz visām ķermeņa šūnām. Daudzi no šiem hormoniem ir neirotransmiteri, hormoni, ko viena nervu šūna nosūta citai nervu šūnai.
- Peptīdi, polipeptīdi un olbaltumvielas - mazie peptīdu hormoni, piemēram, TRH un vazopresīns. Peptidus, kas sastāv no vairākiem desmitiem vai simtiem aminoskābju, sauc par proteīniem. Proteīnu hormonu piemēri ir insulīns un augšanas hormons. Sarežģītākiem olbaltumvielu hormoniem ir ogļhidrātu sānu ķēdes, un tos sauc par glikoproteīnu hormoniem. Luteinizējošais hormons, folikulus stimulējošais hormons un vairogdziedzera darbību stimulējošais hormons ir glikoproteīnu hormonu piemēri.
Hormonu regulēšana
Bioloģijā regulēt nozīmē kaut ko kontrolēt. Tātad hormonu regulēšana nozīmē kontrolēt, cik daudz hormonu veidojas un izdalās no šūnām.
Negatīvas atsauksmes
Hormonu regulācija galvenokārt notiek ar negatīvu atgriezenisko saiti. Negatīvās atgriezeniskās saites gadījumā hormons izraisa kādu efektu. Šūnas, kas ražo hormonu, konstatē šo efektu, un tā ražošana tiek pārtraukta.
Labs negatīvās atgriezeniskās saites piemērs ir hormons insulīns. Insulīnu ražo aizkuņģa dziedzeris. Aizkuņģa dziedzeris insulīnu izdala, reaģējot uz glikozes uzņemšanu. Glikozes daudzums asinīs palielinās, un aizkuņģa dziedzeris konstatē šo pieaugumu. Pēc tam tā asinīs izdala insulīnu. Insulīns palielina glikozes uzņemšanu mērķa šūnās. Daļu glikozes šūnas izmanto, bet daļa tiek pārvērsta un uzglabāta glikogēna veidā. Glikozes uzņemšana šūnās samazina glikozes līmeni asinīs. Aizkuņģa dziedzeris konstatē šo samazināšanos un, reaģējot uz to, pārtrauc izdalīt insulīnu asinīs. Samazinoties insulīna līmenim asinīs, samazinās arī glikozes uzņemšana šūnās.
Tādējādi šī negatīvā atgriezeniskā saite palīdz uzturēt normālu glikozes līmeni asinīs un novērš krasas izmaiņas.
Ir trīs galvenie hormonu veidi. Steroīdu hormoni ir nepolāri, un tiem nav nepieciešams receptoru. Otrs veids ir peptīdu hormoni. Trešais tips ir tirozīna atvasinātie hormoni. Piemēram, T3 un T4 hormoni, ko ražo vairogdziedzeris.
Pretregulācijas hormoni
Bieži vien divi hormoni kontrolē vienu un to pašu produktu, viens no tiem palielina, bet otrs samazina mērķa daudzumu. Glikoze asinīs ir ļoti svarīga organismam, un to kontrolē vairāk nekā viens hormons. Arī citi hormoni veicina glikozes līmeņa paaugstināšanos vai pazemināšanos. Ja glikozes līmenis kļūst pārāk zems, organismā izdalās hormoni, kas darbojas pretēji insulīnam. Tie neliek organisma šūnām uzņemt glikozi no asinīm. Tie liek šūnām uzņemt glikozi atpakaļ asinīs. Šāda veida hormonus, kas darbojas pretēji citiem hormoniem, sauc par pretregulācijas hormoniem. Insulīna pretregulācijas hormoni ir glikagons un epinefrīns.
Pozitīvas atsauksmes
Lielākā daļa svarīgu organisma lietu tiek uzturētas homeostāzē ar negatīvu atgriezenisko saiti un pretregulējošiem hormoniem. Tomēr dažas lietas tiek kontrolētas dažādos veidos. Viens no retajiem veidiem ir pozitīvā atgriezeniskā saite. Negatīvās atgriezeniskās saites gadījumā hormona iedarbība liek dziedzerim pārtraukt hormonu ražošanu. Pozitīvās atgriezeniskās saites gadījumā notiek pretējais. Hormona iedarbība liek dziedzerim ražot vēl vairāk hormonu.
Pozitīvas atgriezeniskās saites piemērs ir hormons, kas izraisa dzemdības (kad piedzimst bērni.) Tas ir oksitocīns. Šo hormonu ražo hipofīze. Kad bērns sāk iznākt ārā, tas izstiepj dzemdes kakla (dzemdes dzemdes apakšas) muskuļus. Dzemdes kakla nervi nosūta ziņojumu hipofīzei. Šī ziņa liek hipofīzei izdalīt vairāk oksitocīna. Pēc tam oksitocīns izraisa dzemdes muskuļu saraušanos jeb saspiešanos. Tas izraisa lielāku dzemdes kakla izstiepšanos. Šī izstiepšanās liek hipofīzei ražot vēl vairāk oksitocīna. Tādējādi oksitocīna līmenis turpina pieaugt, līdz dzemdes saspiešanās vai kontrakcijas izspiež bērnu ārā.
Salīdzinājums ar neiromediatoriem
Hormoni un neiromediatori ir skaidri nodalīti:
- Hormons var iedarboties plašākā telpā un laikā nekā neirotransmiters.
- Hormonālie signāli var pārvietoties jebkurā asinsrites sistēmas vietā, bet nervu signāli virzās pa jau esošiem nervu ceļiem.
- Nervu signālus var pārraidīt daudz ātrāk (milisekundes) nekā hormonālos signālus (sekundes, minūtes vai stundas). Nervu signālus var pārraidīt ar ātrumu līdz pat 100 metriem sekundē.
- Nervu signalizācija ir "viss vai nekas" (digitāla) darbība, savukārt hormonālā signalizācija ir darbība, kas var būt nepārtraukti mainīga. Tā ir atkarīga no hormonu koncentrācijas
Receptori
Lielākā daļa hormonu izraisa šūnu reakciju, saistoties ar šūnu membrānām vai receptoriem šūnā. Šūnai var būt vairāki dažādi receptori, kas atpazīst vienu un to pašu hormonu, bet aktivizē dažādus signāla pārneses ceļus, vai arī šūnai var būt vairāki dažādi receptori, kas atpazīst dažādus hormonus un aktivizē vienu un to pašu bioķīmisko ceļu.
Pa kreisi : steroīdu (lipīdu) hormons (1) nonāk šūnā (2), saistās ar receptorproteīnu (3), izraisa mRNS sintēzi, kas ir pirmais olbaltumvielu sintēzes solis. Labajā pusē: olbaltumvielu hormoni (1) saistās ar receptoriem, kas (2) izraisa transdukcijas ceļu. (3) kodolā aktivizējas transkripcijas faktori: sākas olbaltumvielu sintēze. Abās diagrammās a ir hormons, b ir šūnas membrāna, c ir citoplazma, d ir kodols.
Ķīmiskās klases
Hormoni ir definēti funkcionāli, nevis strukturāli. Tiem var būt dažādas ķīmiskās struktūras. Hormoni sastopami daudzšūnu organismos (augos, dzīvniekos, sēnēs, brūnaļģēs un sarkanaļģēs). Šie savienojumi sastopami arī vienšūnu organismos, un tie var darboties kā signālmolekulas,
Peptidu hormons
Peptidiskie hormoni ir hormoni ar īsu aminoskābju ķēdi.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir hormoni?
A: Hormoni ir endokrīnās sistēmas ķīmiskie vēstneši. Tie ir signāli, kas kopā ar nervu sistēmu regulē organisma iekšējo darbību. Hormoni ir katrā daudzšūnu organismā.
J: Kā darbojas hormoni?
A: Kad hormons pieslēdzas šūnas receptorproteīnam, tas iedarbina signalizācijas mehānismu. Šūnu vai audus, kas saņem šo ziņojumu, sauc par "mērķi". Hormoni iedarbojas tikai uz tām šūnām, kurām ir pareizie receptori.
J: Kas ir endokrīnā dziedzeris?
A: Endokrīnā dziedzeris ir šūnu grupa, kas kaut ko ražo un izdala (izvada ārpus šūnas). Daudzi dziedzeri ražo hormonus, un lielākā daļa iekšējo sekrēciju nāk no endokrīnajiem dziedzeriem.
J: Kas ir eksokrīnais dziedzeris?
A: Eksokrīna dziedzeris ir dziedzeris, kas izdala sekrēciju caur kanāliņu vai caurulīti, nevis tieši asinsritē, kā tas notiek endokrīnajā dziedzerī. Eksokrīno dziedzeru piemēri ir sviedru dziedzeri un siekalu dziedzeri, kuru produkti izdalās ārpus organisma.
J: Kurš pirmais atklāja hormonus?
A: Pirmais hormonu atklājums tika veikts 1902. gadā, kad zinātnieks noteica, ka sekretīns ir hormons. Vārds "hormons" pirmo reizi tika lietots 1905. gadā.
Vai visas šūnas spēj sūtīt ziņojumus?
A: Jā, daudzu dažādu veidu šūnas var sūtīt ziņojumus, izmantojot hormonus, kas pievienojas to receptoru olbaltumvielām un iedarbina signalizācijas mehānismus citām šūnām vai audiem, lai iekšēji regulētu organisma funkcijas.
