Ce sunt hormonii si cum actioneaza?

Hormonii (din grecescul “homao” – “a pune in miscare” sau din “impetus” – “impuls”) reprezinta substante chimice care sunt eliberate in torentul sangvin, de catre una sau mai multe celule ale organismului, constituindu-se intr-un fel de “mesageri”, cu rolul de a regla diversele functii, fara de care viata nu ar fi posibila.

Hormonii se leaga de receptorii specifici, care sunt prezenti pe suprafata celulelor, determinand un mecansim de activare a semnalelor, care vor declansa niste raspunsuri celulare specifice. Aceste substante de reglare sunt produse de catre toate organismele multicelulare (in cazul plantelor, de exemplu, se numesc fitohormoni).

Exista hormoni endocrini, adica molecule eliberate direct in sange (cum sunt hormonii produsi de glanda tiroida, de hipofiza, de pancreas, de glandele suprarenale etc.), spre deosebire de cei exocrini (sau ectohormonii), produsi de glandele cu secretie externa (glandele care secreta sucuri digestive, glanda salivara, glanda lacrimala etc.).

Hormonii pot sa fie excretati si prin urina, halena, transpiratie s.a.m.d. In cazul unor animale, exista glande cu secretie externa, ai caror hormoni servesc la marcarea teritoriului, la asigurarea dominatiei intr-un grup sau pentru a transmite semnale sexuale.

Meritul de a fi descoperit existenta si rolul hormonilor revine medicilor englezi Ernst Henry Starling si William Maddock Bayliss. In 1902, in cursul experimentelor pe un animal viu, cei doi au observat ca functiile corpului erau reglate, pe langa impulsurile nervoase, si de alti factori.

Dupa ce au separat nervii care duceau la pancreas (glanda a sistemului digestiv), ei au descoperit ca organul respectiv continua sa secreteze anumite substante, necesare digestiei, atunci cand acizii gastrici veneau in contact cu membrana mucoasa a intestinului subtire. Au numit aceasta substanta “secretina”, iar peste doi ani au propus ca termen generic, pentru toate substantele care reglau functionarea organelor, pe acela de hormoni.

Ei au mai constatat ca unii hormoni lucreaza independent, in timp ce altii interactioneaza. Centrul de comanda al sistemului hormonal se afla in hipotalamus si in glanda pituitara (hipofiza). Aproximativ in aceeasi perioada, chimistul Jokichi Takamine identifica un alt hormon, secretat de glandele suprarenale – adrenalina – cu rol de a stimula metabolismul glucozei, in timpul activitatilor fizice sau in perioade de stres, pentru a oferi corpului energie.

In 1921, Frederick Grant Banting, medic canadian, si asistentul sau, Charles Herbert Best, au facut o descoperire remarcabila, legata de tratamentul diabetului. Ei au constatat ca pancreasul bolnavilor de diabet nu secreta suficienta insulina – hormon metabolic, responsabil de prelucrarea zaharului/glucozei din corp.

Au izolat insulina de la animale vii si au injectat-o unor diabetici, obtinand rezultate incurajatoare. Hormonul sexual din ovare si testicule a fost identificat in 1929, de catre chimistul german Adolf Friedrich Johannes Butenandt, laureat al Premiului Nobel. Dupa aceasta data, descoperirile altor hormoni s-au succedat rapid.

Cateva dintre efectele frecvente ale actiunii hormonilor

• stimularea sau inhibarea cresterii in inaltime;
• schimbarile de dispozitie;
• inducerea sau suprimarea apoptozei (moarte celulara programata);
• reglarea metabolismului uman;
• activarea sau inhibarea sistemului imun;
• pregatirea organismului pentru stari de lupta, hranire, activitate intelectuala etc.
• pregatirea organismului pentru trecerea prin diferitele etape ale procesului de maturizare – pubertatea, perioada adulta cu tot ce presupune ea, menopauza etc.;
• controlul functiilor reproducatoare;
• controlul centrului satietatii;

In comparatie cu actiunea sistemului nervos, cea a hormonilor poate fi calificata ca fiind lenta, continua si difuza. De exemplu, melatonina, careia i se mai spune si “hormonul somnului”, si care este secretata de glanda pineala, are rolul de a regla ritmurile cronobiologice si concentratia ei in sange depinde de variatiile lumina/intuneric. Deoarece este produsa in timpul somnului, concentratia de melatonina, in sange, este mai mare iarna (cand noptile sunt mai lungi).

De asemenea, nivelul ei este conditionat si de serotonina, care are un dublu rol, de hormon si de neurotransmitator, in sistemul nervos central. Serotonina se gaseste si in mucoasa gastro-intestinala (in proportie de 80%). Serotonina are un rol major in termoreglarea organismului, in comportamentul alimentar si sexual, in ciclul somn-veghe, in controlul durerii, al anxietatii etc.

In 2006, cercetatorii de la CNRS (Centrul de cercetari stiintifice, din Paris) au demonstrat ca serotonina mamei are o influenta semnificativa in dezvoltarea fatului si, in general, este esentiala in controlul starilor emotionale, de aceea nivelul acestui hormon este in legatura directa cu simptomele de depresie. Pentru un timp scurt, nivelul de serotonina poate fi crescut prin consumul de dulciuri, dar, un efect si mai puternic, in acest sens, il are sportul.

Hormonul de crestere este secretat de hipofiza si stimuleaza cresterea si reproducerea celulara. De dereglarea functiei acestui hormon sunt legate diverse patologii, precum nanismul (in cazul unui deficit de hormon), gigantismul si acromegalia (cresterea disproportionata a mainilor, a picioarelor sau dezvoltarea anormala a fetei), in cazul secretarii in exces a hormonului.

Insulina, secretata de pancreas, are o functie importanta in reglajul energetic al organismului, in metabolismul glucozei si al acizilor grasi. Diabetul este o maladie provocata de dereglarea secretiei de insulina, care influenteaza nivelul glicemiei in sange.

Tiroxina este hormonul secretat de glanda tiroida si influenteaza nivelul metabolismului. Hipertiroidismul (secretie in exces de tiroxina) poate conduce la boala Basedow (manifestata prin nervozitate, labilitatea emotionala, transpiratii abundente, insomnii, scaderea brusca a greutatii etc.), iar hipotiroidismul (secretie scazuta de tiroxina) poate genera boala “Mixedem”, cu simptome inverse fata de boala Basedow.

Asadar, functia hormonilor consta intr-o “semnalizare” care presupune:

• biosinteza unei molecule specifice la nivelul unui tesut particular;
• stocarea si secretarea acestor molecule;
• transportul lor catre tesuturile si organele tinta;
• recunosterea acestor molecule de catre receptorii de pe membranele celulare sau de catre proteinele receptoare intracelulare;
• amplificarea semnalelor venite prin intermediul acestor hormoni, printr-un proces de transductie (transferul, de la o celula la alta, a materialului genetic);
• degradarea acestor molecule.

Biosinteza hormonilor este realizata de catre celule specializate, din cadrul unei anumite glande endocrine, asa cum sunt glanda tiroida, pancreasul, ovarele, testiculele etc. Odata formate, moleculele parasesc celula in interiorul careia au fost sintetizate, prin diverse modalitati de transport membranar.

Interactiunea hormonilor cu receptorii

Majoritatea hormonilor initiaza un raspuns celular, prin legarea de proteine intracelulare specifice sau de receptorii care se gasesc pe suprafata celulelor asociate. O celula poate avea un numar foarte mare de receptori care sa poata recunoaste aceeasi molecula, activand insa cai diferite de semnalizare.

Pentru moleculele proteice, receptorul este asociat membranei celulare, fiind inclus in plasma de la suprafata acesteia. Interactiunea dintre receptor si molecule declanseaza o cascada de efecte secundare, in cadrul citoplasmei celulare.

Anumite molecule proteice interactioneaza si cu receptorii intracelulari, localizati in citoplasma sau chiar in nucleul celular. Pentru hormonii sterolici, asa cum sunt cei tiroidieni, receptorii sunt localizati intracelular, in cadrul citoplasmei celulare. Pentru a se putea lega de acesti receptori, moleculele trebuie sa depaseasca membrana celulara.

Dupa legare, complexul va ajunge la nivelul nucleului celular, unde se va lega de o secventa specifica de ADN, amplificand sau supresand actiunea anumitor gene si afectand sinteza proteica. Pentru ca toate aceste cai de semnalizare celulara sa fie activate, complexul molecula – receptor trebuie sa aiba o concentratie suficienta. Concentratia este determinata de trei factori cheie:

• numarul de molecule disponibile pentru formarea complexului;
• numarul de receptori disponibili pentru formarea complexului;
• afinitatea legaturii dintre hormon si receptor;

De cele mai multe ori, numarul moleculelor disponibile pentru formarea complexului sunt factorul cheie, cel care determina nivelurile semnalizarii intercelulare si activarea cailor de semnalizare.

Hormonii pot regla productia si eliberarea altor tipuri de molecule hormonale, iar controlul semnalizarii mediului intern al organismului este realizat prin intermeidul homeostaziei organismului uman, adica acea capacitate a fiintelor de a-si mentine constantele fiziologice, indiferent de conditiile exterioare.