Definicja pojęcia:

układ hormonalny

Układ hormonalny, układ dokrewny, układ endokrynny, układ wydzielania wewnętrznegoukład wyspecjalizowanych gruczołów, tkanek i komórek syntetyzujących i wydzielających hormony, które rozprowadzane są po całym organizmie i dostarczane do tkanek i narządów docelowych za pośrednictwem krwi. Układ hormonalny odpowiedzialny jest za regulację wszystkich procesów zachodzących w żywym organizmie, takich jak m.in. procesy wzrostu, rozwoju i reprodukcji, metabolizm, utrzymanie równowagi wodno-elektrolitowej płynów ustrojowych oraz prawidłowego poziomu cukru we krwi, aktywność ruchową i umysłową.
  1. Hormony
  2. Budowa układu hormonalnego
  3. Funkcje gruczołów endokrynnych układu hormonalnego

Hormony

Hormony są biologicznie aktywnymi cząsteczkami sygnałowymi odpowiedzialnymi za utrzymanie homeostazy, czyli równowagi wewnętrznej organizmu; regulują one procesy wzrostu, rozwoju i reprodukcji, metabolizm (m.in. trawienie, glukoneogeneza, glikogenoliza), utrzymanie równowagi wodno-elektrolitowej płynów ustrojowych i prawidłowego poziomu cukru we krwi oraz aktywność ruchową i umysłową. Hormony syntetyzowane są i wydzielane przez wyspecjalizowane gruczoły, tkanki i komórki wchodzące w skład układu hormonalnego, a następnie rozprowadzane po całym organizmie i dostarczane do komórek docelowych za pośrednictwem krwi. Regulacja wydzielania hormonów odbywa się na zasadzie sprzężeń zwrotnych (głównie ujemnych) i koordynacji z układem nerwowym.

Hormony należą do czterech głównych grup organicznych związków chemicznych. Hormony aminowe stanowią pochodne aminokwasów – tyrozyny (adrenalina, noradrenalina,  tyroksyna, trójjodotyronina) oraz tryptofanu (melatonina). Hormony peptydowe i białkowe obejmują oligopeptydy (wazopresyna, oksytocyna), polipeptydy (adrenokortykotropina, kalcytonina, sekretyna, glukagon) oraz białka (somatotropina, prolaktyna, tyreotropina, gonadotropiny, insulina). Hormony steroidowe są pochodnymi cholesterolu (glikortykoidy, mineralokortykoidy, hormony płciowe). Prostaglandyny obecne w wielu komórkach i płynach ustrojowych organizmu są pochodnymi wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Hormony polipeptydowe oraz większość hormonów aminowych są rozpuszczalne w wodzie. Tyroksyna (hydrofobowy hormon aminowy) i hormony steroidowe rozpuszczają się w lipidach.

Hormony wytwarzane w komórkach, tkankach lub gruczołach wydzielniczych uwalniane są do płynu zewnątrzkomórkowego, dyfundują do sieci naczyń włosowatych i rozprowadzane są po całym organizmie za pośrednictwem układu krwionośnego. Większość hormonów (głównie hormony tarczycy oraz hormony steroidowe) transportowana jest we krwi w formie związanej z białkami nośnikowymi, jak transkortyna (wiążąca kortykosteron i progesteron), globulina (wiążąca hormony płciowe), transtyretyna (wiążąca tyroksynę) oraz neurofizyna (wiążące oksytocynę i wazopresynę); nieliczne hormony krążą we krwi w formie wolnej. Hormony po dotarciu do komórki docelowej wiążą się z odpowiednimi receptorami na jej powierzchni (hormony rozpuszczalne w wodzie) lub receptorami wewnątrz tej komórki znajdującymi się w obrębie cytoplazmy bądź jądra komórkowego (hormony rozpuszczalne w lipidach), czego skutkiem jest powstanie swoistej odpowiedzi fizjologicznej.
Schemat wiązania się hormonu peptydowego z receptorem komórki docelowej. Źródło: shutterstock

Budowa układu hormonalnego

Układ hormonalny, zwany także układem dokrewnym, układem endokrynnym bądź układem wydzielania wewnętrznego, stanowi zespół wyspecjalizowanych gruczołów endokrynnych, tkanek i komórek wydzielniczych. Pomiędzy strukturami układu hormonalnego i hormonami  istnieją ścisłe i obustronne zależności czynnościowe, które zapewniają odpowiedni poziom danego hormonu we krwi i utrzymanie homeostazy organizmu. Przykładem takich zależności są osi hormonalne składające się z gruczołów pełniących funkcję ośrodków nadrzędnych nad gruczołami podległymi. Najważniejszą oś hormonalną układu dokrewnego stanowi oś podwzgórze – przysadka mózgowa – gruczoł obwodowy. Podwzgórze wytwarza hormony uwalniające (liberyny) i hamujące (statyny), regulujące wydzielanie hormonów tropowych przez przedni płat przysadki mózgowej. Hormony tropowe przysadki pobudzają z kolei podległe gruczoły obwodowe (tarczycę, korę nadnerczy, gonady) do syntezy i wydzielania odpowiednich hormonów.

Gruczoły endokrynne (gruczoły dokrewne), jak podwzgórze, przysadka mózgowa, tarczyca, przytarczyce, nadnercza, trzustka i gonady, są gruczołami bezprzewodowymi wydzielającymi hormony bezpośrednio do otaczającego płynu zewnątrzkomórkowego. Cecha ta odróżnia je od gruczołów wydzielania zewnętrznego, czyli gruczołów egzokrynnych (np. ślinianek), które posiadają przewody wyprowadzające wydzieliny do jam ciała bądź na zewnątrz organizmu. Trzustka jest gruczołem mieszanym, pełniącym zarazem funkcję gruczołu endokrynnego wydzielającego hormony (insulinę i glukagon) oraz egzokrynnego wydzielającego enzymy trawienne do światła przewodu pokarmowego. Niektóre komórki endokrynne zlokalizowane są w obrębie układu pokarmowego, np. komórki G błony śluzowej żołądka i dwunastnicy (wydzielające gastrynę), komórki S błony śluzowej dwunastnicy (wydzielające sekretynę) oraz komórki I błony śluzowej dwunastnicy (wydzielające cholecystokininę).
Schemat wiązania się hormonu peptydowego z receptorem komórki docelowej. Źródło: shutterstock

Funkcje gruczołów endokrynnych układu hormonalnego

Podwzgórze jest nadrzędnym ośrodkiem kontrolującym czynność wydzielniczą gruczołów dokrewnych oraz integrującym działanie układów nerwowego i hormonalnego. Podwzgórze wydziela hormony uwalniające (liberyny) i hormony hamujące (statyny), które regulują wydzielanie hormonów tropowych przez przedni płat przysadki. Tyreoliberyna (TRH) stymuluje przysadkę mózgową do wydzielania tyreotropiny (TSH), kortykoliberyna (CRH) – adrenokortykotropiny (ACTH), gonadoliberyna (GnRH) – folitropiny (FSH) oraz lutropiny (LH), somatoliberyna (GHRH) – hormonu wzrostu, czyli somatotropiny (GH), zaś prolaktoliberyna (PRH) – prolaktyny (PRL). Hormonami hamującymi wydzielanie hormonów tropowych przez przysadkę są somatostatyna (SOM) hamująca wydzielanie somatotropiny i prolaktostatyna (PIH) hamująca wydzielanie prolaktyny.

Przedni płat przysadki wydziela hormony tropowe regulujące aktywność wydzielniczą gruczołów i tkanek endokrynnych organizmu. Tyreotropina (TSH) stymuluje tarczycę do wydzielania tyroksyny i trójjodotyroniny, adrenokortykotropina (ACTH) pobudza korę nadnerczy do wydzielania kortykosteroidów, folitropina (FSH) i lutropina (LH) stymulują gonady do wytwarzania hormonów płciowych, prolaktyna (PRL) pobudza komórki gruczołu mlekowego do wytwarzania mleka, hormon wzrostu (GH) stymuluje wzrost kości, wpływa na metabolizm i wytwarzanie czynników wzrostu (somatomedyn) przez wątrobę. Tylny płat przysadki magazynuje i wydziela wytwarzane przez podwzgórze hormony działające na tkanki obwodowe – wazopresynę (hormon antydiuretyczny, ADH), która zwiększa resorpcję wody w kanalikach nerkowych i oksytocynę stymulującą skurcze macicy podczas porodu oraz wydzielanie mleka przez gruczoły mlekowe.

Tarczyca, stymulowana przez przedni płat przysadki za pośrednictwem tyreotropiny (TSH), syntetyzuje i wydziela trójjodotyroninę (T₃) i tyroksynę (T₄), które odpowiedzialne są za regulację metabolizmu (m.in. procesów oddychania komórkowego, rozpadu tłuszczów do kwasów tłuszczowych i glicerolu), wspomagają utrzymanie prawidłowego ciśnienia krwi, tętna i napięcia mięśniowego, prawidłowego rozwoju fizycznego i psychicznego oraz funkcji rozrodczych. Tarczyca uczestniczy również w regulacji gospodarki wapniowo-fosforanowej organizmu; wzrost stężenia jonów wapnia we krwi stymuluje ten gruczoł do wydzielania kalcytoniny, która hamuje resorpcję wapnia z kości i zwiększa wydalanie wapnia z moczem.

Przytarczyce (gruczoły przytarczyczne) odpowiedzialne są za regulację stężenia jonów wapnia (Ca²⁺) we krwi, co ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania komórek, tkanek i narządów. Spadek stężenia jonów wapnia we krwi stymuluje gruczoły przytarczyczne do wydzielania parathormonu (PTH), hormonu o działaniu antagonistycznym do wydzielanej przez tarczycę kalcytoniny. Parathormon podnosi stężenie wapnia we krwi bezpośrednio poprzez uwalnianie jonów wapnia z kości i zwrotne wchłanianie jonów wapnia w kanalikach nerkowych oraz pośrednio poprzez aktywację witaminy D, która zwiększa przyswajanie jonów wapnia w jelicie cienkim. 
Hormony tarczycy. Źródło: shutterstock
Kora nadnerczy wydziela glikortykoidy i mineralokortykoidy uczestniczące w odpowiedzi organizmu na długotrwały stres oraz regulujące metabolizm. Glikortykoidy (np. kortyzol) zwiększają stężenie glukozy we krwi przez pobudzanie glukoneogenezy, czyli syntezy glukozy z prekursorów niecukrowcowych. Mineralokortykoidy (np. aldosteron) regulują gospodarkę wodno-elektrolitową wpływając na reabsorpcję jonów sodu (Na⁺) w kanalikach nerkowych oraz zwiększanie wydalania jonów potasu (K⁺) z moczem. Hormony wydzielane przez rdzeń nadnerczy (adrenalina, noradrenalina) biorą udział w odpowiedzi organizmu na krótkotrwały stres i wyzwalające fizjologiczne „reakcje walki lub ucieczki”, m.in. wskutek wzrostu stężenia glukozy we krwi, przyspieszenia pracy serca, zwiększenia tempa metabolizmu, obkurczania bądź rozszerzania określonych naczyń krwionośnych. 

Trzustka jest gruczołem odpowiedzialnym za regulację gospodarki węglowodanowej, czyli utrzymanie prawidłowego poziomu glukozy we krwi. Insulina wytwarzana w komórkach β wysp trzustkowych obniża stężenie glukozy we krwi przez pobudzanie komórek mięśniowych (miocytów), tłuszczowych (adipocytów) i wątrobowych (hepatocytów) do wychwytywania glukozy z krwi oraz stymulację glikogenogenezy (syntezy glikogenu) w wątrobie i mięśniach. Glukagon wytwarzany w komórkach α wysp trzustki podnosi stężenie glukozy we krwi przez pobudzanie procesów glikogenolizy (rozkładu glikogenu do glukozy) oraz glukoneogenezy (syntezy glukozy z prekursorów niecukrowcowych).

Gonady (jądra i jajniki), pobudzane przez gonadotropiny (folitropinę i lutropinę), syntetyzują i wydzielają trzy główne grupy hormonów płciowych – estrogeny (np. estradiol), gestageny (np. progesteron) oraz androgeny (np. testosteron). Hormony te odpowiedzialne są za wzrost, rozwój, rozród i zachowania seksualne. Estrogeny stymulują rozrost błony śluzowej macicy oraz odpowiedzialne są za wykształcenie drugorzędowych żeńskich cech płciowych. Progesteron przygotowuje macicę do implantacji zarodka i warunkuje prawidłowy przebieg ciąży. Androgeny pobudzają proces spermatogenezy (wytwarzania plemników) oraz rozwój drugorzędowych cech płciowych. 
Enzymy wysp trzustki (insulina i glukagon) odpowiedzialne są za regulację stężenia glukozy we krwi. Źródło: shutterstock

Bibliografia

  1. Aleksander Michajlik, Ramotowski Witold, ; “Anatomia i fizjologia człowieka ”; PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2013.;
  2. Jane B. Reece, Lisa E. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson; “Biologia Campbella”; Dom Wydawniczy Rebis, Poznań 2020. ;
  3. Eldra Pearl Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin, Claude A. Villee; “Biologia”; Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa 1996;
  4. Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. IV, VII, VIII, X, XIII”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1998-2000.;
  5. Valerie C. Scanlon, Tina Sanders, F.A. ; “Essentials of Anatomy and Physiology”; Davis Company 2006. ;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 5.0
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy