W języku greckim homao znaczy - pobudzam. Dzisiaj nazwą hormony określamy związki chemiczne, które kierują prawidłowym oraz harmonijnym rozwojem i życiem, wytwarzane w specjalnych gruczołach rozprowadzane są w organizmie przez krew i płyny ustrojowe. Dlatego gruczoły te nazywane są dokrewnymi albo wewnętrznego wydzielania.

Endon - znaczy po grecku : wewnątrz, krino: wydzielam, a logos: nauka, stąd inne popularne słowo - endokrynologia, tj. Nauka obejmująca całokształt wiedzy o gruczołach dokrewnych i wydzielanych przez nie hormonach. Coraz powszechniej wiadomo, że od hormonów zależy nasz wygląd, energia życiowa, sprawność fizyczna, możliwość przystosowania sie do różnych warunków, pobudliwość płciowa , płodność itp. Nic dziwnego, że zainteresowanie hormonami stale wzrasta w różnych środowiskach. Endokrynologia bowiem nie tylko penetruje we wszystkie dziedziny medycyny, ale poza tym stwarza duże możliwości dla ludzi w zasadzie zdrowych, zdolnych do pracy i zdawało by się do normalnego życia, ale cierpiących z powodu niedomagań, np. Otyłości, nadmiernej pobudliwości, niedorozwoju i zaburzeń płciowych itp. Endokrynologia ma również znaczenie profilaktyczne, szczególnie w okresach dojrzewania płciowego i przekwitania.

Duże zainteresowanie hormonami ludzi, którzy nie zajmują sie nimi z powodu zawodu, tłumaczy się panującą opinią, że ich stosowanie pomaga w usuwaniu wielu nieprawidłowości funkcjonowania organizmu. Z drugiej strony mnożą się głosy ostrzegawcze, że substancje te - stosowane w nieodpowiedni sposób - mogą powodować niepożądane i groźne następstwa. Objawy te ulegają zmniejszeniu w miarę jak endokrynologia sięga do coraz nowocześniejszych badań biologicznych. Praktycznym tego wynikiem jest stałe i szybkie zwiększanie możliwości precyzyjnego rozpoznawania różnych zaburzeń hormonalnych, a także stosowanie naukowo uzasadnionych metod leczenia. Dzięki rozwojowi techniki laboratoryjnej i kompleksowości badań, postępy w tej dziedzinie odznaczają się niezwykłą dynamicznością. Ten ekspansywny rozwój sprawia, że nie można być teraz ogólnym specjalista w dziedzinie endokrynologii, można być jedynie ekspertem w jakiejś określonej dziadzinie, mimo że jeszcze niedawno zajmowano sie całością endokrynologii traktowane było jako poświęcenie się bardzo wąskiej specjalizacji.

Odkryto szereg najbardziej intymnych właściwości hormonów. Opracowano metody pozwalające na ścisłe określenie natężenia procesów biologicznych zależnych od hormonów, co pozwala na kontynuowanie efektów w sposób ilościowy. Z drugiej strony szerokie powiązania endokrynologii z innymi dziadzinami wiedzy - szczególnie z biochemią i biofizyką - pozwala na lepsze zrozumienie tych procesów Jednak opanowanie tak ujętej wiedzy jest trudne nawet dla lekarza, ponieważ wymaga szerokiej znajomości różnych wąskospecjalistycznych i finezyjnych zagadnień współczesnej medycyny.

Za parozdaniową konkluzją endokrynologiczna kryje się przeważnie wieloletnia praca badawcza, przeprowadzana zazwyczaj najpierw na zwierzętach doświadczalnych, potem w laboratoriach chemicznych i dopiero transponowana na płaszczyznę endokrynologii człowieka.

Hormony w organizmie

Do życia i rozwoju potrzebne są trzy grupy substancji regulujących procesy życiowe:

Witaminy: są związkami, które organizm musi otrzymywać z zewnątrz.

Hormony i enzymy są natomiast wytwarzane przez sam organizm.

Enzymy działają w obrębie każdej komórki i znajdują się nawet w organizmie jednokomórkowym.

Hormony natomiast pojawiają się dopiero na pewnym szczeblu organizacji i zróżnicowania organizmu. Ich produkcja jest zlokalizowana w specjalnych gruczołach, zwanych dokrewnymi. Rozprowadzane są przez krew i płyny ustrojowe, a ich działanie, jakkolwiek odbywa się na szczeblu komórkowym, ma wpływ na prawidłowy i harmonijny rozwój całego organizmu.

Gruczoły dokrewne produkujące hormony

Wśród gruczołów dokrewnych istnieje pewna gradacja i współzależność. Wiele gruczołów produkuje hormony, które wywierają bezpośrednio działanie biologiczne. Takie hormony nazywamy "obwodowymi". Niektóre gruczoły produkujące hormony obwodowe znajdują się pod wpływem przysadki mózgowej. Do gruczołów obwodowych należą:

Tarczyca ludzi składa się z dwu połączonych ze sobą płatów, które leżą po obu stronach tchawicy. Produkowane w niej hormony, tj. Tyroksyna i jej pochodne maja duże znaczenie ogólnoustrojowe. W jamie brzusznej znajduje się trzustka. W tum gruczole wytwarza sie insulina , która jest ważnym hormonem współdziałającym w regulacji przemiany cukrowe w organizmie. Nadnercza

sa małymi gruczołami położonymi nad nerkami. Każde nadnercze składa się z dwu części: wewnętrznej - rdzeniowej i zewnętrznej, zwanej korą nadnerczy. W korze nadnerczy produkowane są trzy grupy ważnych hormonów: glikokortykoidy, związane poważnie z przemianą cukrową, hormony regulujące przemianę mineralną oraz niektóre męskie hormony płciowe.

U mężczyzn męskie hormony płciowe (androgeny) produkowane są również w jądrach - gruczołach płciowych znajdujących się ( w warunkach prawidłowych) w mosznie. Hormony te maja wpływ na prawidłowy rozwój narządów płciowych i na normalny przebieg czynności organizmu związanych z rozrodem. Wykazuje też wiele funkcji ogólnoustrojowych.

Żeńskie hormony płciowe (estrogeny) wytwarzane są w znajdujących się w podbrzuszu gruczołach płciowych - jajnikach. Tarczyca, kora nadnerczy i gruczoły płciowe znajdują się pod bezpośrednim pobudzającym wpływem przysadki mózgowej. Przysadka mózgowa jest bardzo małym gruczołem znajdującym się w zagłębieniu kości klinowej czaszki, zwanym siodełkiem tureckim. Składa się z dwu części: tylnej i przedniej, przy czym przednia produkuje tzw. Hormony "tropowe", pobudzające do działania gruczoły obwodowe, a mianowicie tyreotropinę (pobudzającą tarczycę), kortykotropinę (wpływające na gruczoły płciowe).

Rozprowadzanie hormonów w organizmie

Hormony dostarczane są do komórek przez krew. A więc tą samą drogą, którą doprowadzane są środki odżywcze i odprowadzane produkty przemiany materii. Droga ta nie jest krótka, co prawda komórki w tkankach są ułożone ściśle obok siebie, ale pomiędzy nimi znajduje się tzw. Płyn pozakomórkowy, którego ilość w organizmie przewyższa wielokrotnie objętość krwi. Do tego właśnie płynu przedostaje się z krwi substancja odżywcza przez ścianki najdrobniejszych naczyń krwionośnych stanowiących część całego układu krwionośnego. Tą drogą przedostają się również i hormony. Dopiero z płynu międzykomórkowego przechodzą one do wnętrza komórek, gdzie wypełniają swoje zadanie.

Biologiczne działanie hormonów

W okresie kiedy endokrynologia dopiero zaczęła się wyodrębniać w oddzielną dziedzinę nauki, zwracano przede wszystkim uwagę na poznanie czynności fizjologicznych hormonów. W tym czasie technika laboratoryjna była jeszcze bardzo prymitywna i pozwalała tylko na takie badania. Polegało ona na tym,że np. Zwierzętom usuwano poszczególne gruczoły dokrewne i obserwowano, jak się one później zachowują, jakie objawy cielesne u nich powstają. Stwierdzono, że po usunięciu gruczołów płciowych u samic nie występowała juz ruja - stąd wniosek, że gruczoły te produkują jakiś hormon, który powoduje ruje. Wiadomo było także, że jeżeli zwierzęciu usunie sie nadnercza, umiera ono. Później nauczono się uzyskiwać z gruczołów dokrewnych niektóre hormony . Robiono wyciągi z wycinanych gruczołów , następnie wyciągi te wstrzykiwano zwierzętom doświadczalnym i obserwowano zachodzące u nich reakcje. Stwierdzono np. Że po wstrzyknięciu szczurowi wyciągu z męskich gruczołów płciowych powiększyły mu się narządy płciowe i że zaczął objawiać silne pobudzenie seksualne. Wyciągnięto więc wniosek, że w jądrach wytwarza sie hormon, który działa na sferę płciową. Kiedy poznano juz bliżej niektóre hormony nauczono się je uzyskiwać w możliwie czystej postaci. (chodzi o brak domieszek różnych innych substancji). Te odkrycia wykorzystywano praktycznie już dawno. Cierpiącym na niewydolność tarczycy leczona tyroksyną, mężczyzn z niedorozwojem płciowym - testosteronem, a u kobiet u których stwierdzano zaburzenia hormonalne jajników - estrogenami, mimo że o tych hormonach wiedziano bardzo mało i nie znano mechanizmu działania w organizmie.

Mechanizm działania hormonów - ich wpływ na zjawiska biofizyczne i procesy biochemiczne

Procesy życiowe zachodzące w komórce wymagają ustawicznego dostarczania jej pewnych związków chemicznych i usuwania z komórki produktów przemiany materii. Te sprawy reguluje w sposób niewiarygodnie sprawny błona komórkowa mająca szczególną zdolność wybiórczego przepuszczania do komórki tych składników płynu międzykomórkowego, które są jej właściwie potrzebne. Tego rodzaju zagadnienia biofizyczne są niezmiernie skomplikowane, ale pewne pojęcie o tym, w jaki sposób pracuje błona komórkowa, można sobie wyobrazić na przykładzie błony komórkowej "nieżyjącej" , może to być zwykły np.celofan Jeżeli w worku celofanowym umieścimy roztwór cukru w wodzie i taki woreczek przeniesiemy do naczynia z wodą b ez cukru, to po pewnym czasie woda ta też stanie sie słodka. , ponieważ cukier z worka przenika przez celofan do wody w której umieszczony został worek. Po pewnym czasie stężenie cukru po obu stronach błony półprzepuszczalnej będzie takie samo.

Ściana komórki pełni funkcje błony półprzepuszczalnej, ma przy tym dziwne "wyczucie". Nie przepuszcza wszystkich składników substancji, ale przede wszystkim te, które są komórce potrzebne. Co więcej, wskutek działania błony komórkowej do wnętrza komórki przedostają się niektóre substancje nawet wtedy, gdy są w otoczeniu komórki w mniejszym stężeniu. Błona komórkowa przepuszcza więc substancje nie tylko automatycznie, tak jak przykładowy celafon, ale przyciągać może substancje do wnętrza komórek wbrew prawom fizycznym. Następuje to kosztem energii chemicznej uwalnianej przy przebiegu skomplikowanych reakcji chemicznych.. I tak np. Aminokwasy gromadzą sie w komórkach, w krwinkach czerwonych znajduje się więcej potasu niż w osoczu itp. Zmiany właściwości błony komórkowej, dotyczące przepuszczalności substancji uczestniczących w określonych procesach biochemicznych, mogą w znacznym stopniu wpływać na stopień nasilenia tych procesów , co może modyfikować czynność komórek. Dlatego od biofizyki przejść trzeba do biochemii.

Cecha charakterystyczną wszystkich organizmów żywych, nawet jednokomórkowych, jest to, że ustawicznie przebiegają w nich procesy polegające na rozkładzie bardziej złożonych związków przyjmowanych przez organizm w formie pożywienia. Dzięki temu organizm uzyskuje energię konieczna dożycia. Jednocześnie, przebiegają procesy, w których powstają nowe związki wysokocząsteczkowe, dostosowane do potrzeb organizmu . Powstają one ze związków drobnocząsteczkowych (przy udziale zmagazynowanej energii chemicznej). Nie tylko jednak obce związki przyjmowane przez komórki ulegają przetworzeniu na drodze chemicznej, ale także własne związki chemiczne ulegają ciągłemu "odnawianiu się, tzw. Rozpadowi i syntezie.. Do reakcji chemicznych jakie zachodzą w organizmach należy np. Rozkład skrobi na cukier gronowy (glikozę) i dalsze przemiany tego cukru prowadzące do "spalenia" go na dwutlenek węgla i wodę. Należy tu także rozkład białek na niskocząsteczkowe związki, zwane aminokwasami, oraz rozkład tłuszczów

na glicerynę i kwasy tłuszczowe, które w dalszych przemianach "spalają" się na dwutlenek węgla i wodę. Wszystkie te procesy przebiegają wieloetapowo. Cukier, tłuszcze i białka posiadają wiele wspólnych związków pośrednich i dlatego mogą w określonych warunkach, wzajemnie w siebie przechodzić, w zależności od aktualnych potrzeb organizmu. Tak więc życie i rozwój tworu nawet jednokomórkowego lub każdej komórki w wyższych organizmach jest możliwe tylko wtedy, gdy zachodzi w nich mnóstwo chemicznych reakcji rozpadu i tworzenia.

Zdolność do skomplikowanych reakcji chemicznych w stosunkowo niskiej temperaturze zawdzięczają żywe organizmy obecności enzymów. Enzymy są substancjami białkowymi, zawierający często składnik białkowy (np. niektóre witaminy) jako element konieczny do ich biologicznego działania (składnik ten nazywamy koenzymem) Enzymy mają właściwości przyspieszania reakcji chemicznych tak, że przy normalnej temperaturze organizmu ich szybkość jest wystarczająco duża do zapewnienia normalnych funkcji życiowych, podczas gdy bez obecności enzymu szybkość reakcji byłaby niewystarczająca. Enzymy można izolować z rozmaitych tkanek zwierzęcych i płynów ustrojowych a także z materiałów roślinnych. Można je poddawać licznym procesom oczyszczenia metodami chemicznymi lub fizykochemicznymi. Układ enzymatyczny może działać w obrębie każdej komórki całkowicie automatycznie, przy czy niekiedy dostosowuje sie do warunków bytowania komórki.

W organizmach wyższych, w których występuje zróżnicowanie funkcji komórek, a także wiele komórek pełni takie same funkcje , układy enzymatyczne bezpośrednio odpowiedzialne za pracę komórek muszą być odpowiednio koordynowane. Od dawna przypuszczano, że istnieje powiązanie między enzymami i hormonami i że wpływ hormonów na przemiany biochemiczne może polegać na hamowaniu lub pobudzaniu odpowiednich enzymów. Dopiero wyniki badań prowadzących przypuszczenia te potwierdziły. Ustalono, że hormony kory nadnerczy - glikokortykoidy wpływają pobudzająco na enzym zwany aminotransferazą alaninową. Pod ich wpływem enzym ten przyspiesza bardziej energicznie jedną z reakcji chemicznych, która prowadzi do powstawania tłuszczów. Zrozumieliśmy więc dlaczego ludzie leczeni przez dłuższy czas glikokortykoidami, mówiąc oględnie przybierają na wadze. Natomiast żeńskie hormony płciowe estrogeny działają na inny enzym zawarty w tkankach narządów rodnych kobiety, zwany transhydrogenezą, który uczestniczy w utlenianiu tkankowym - procesie koniecznym do egzystencji i rozwoju komórek.

Ocena czystości hormonów (wysokocząsteczkowych)

W odniesieniu do hormonów o dobrze poznanej budowie chemicznej kryterium czystości jest jednorodność chemiczna i skład odpowiadający ustalonemu wzorowi chemicznemu. Jednakże przy określaniu hormonów wysokocząsteczkowych, np. białkowych hormonów przysadki mózgowej występują znaczne trudności. Dobrze zdefiniowane jest tylko ACTH, o którym wiadomo,że składa się z 39 aminokwasów i ma ciężar cząsteczkowy 4 540. Pozostałe hormony przysadki to związki o co najmniej kilkakrotnie większych cząsteczkach, których dokładna analiza nie jest prosta. Pojęcie czystości hormonu kojarzy sie z pojęciem jednorodności. Nie można uznać za czysty preparat hormonalny, w którym obok interesującego nas hormonu znajduje się inny związek chemiczny. Przy hormonach o bardzo skomplikowanych cząsteczkach nie jest możliwe stwierdzenie, czy mamy do czynienia z jedna substancją, czy tez zawiera on także inne substancje balastowe - które nie chca sie od niego oddzielić w tych warunkach, w których hormon wydzielamy z organizmu. Dlatego podczas całego procesu oczyszczania, na każdym etapie bada się na zwierzętach aktywność biologiczną uzyskiwanych preparatów i prowadzi sie prace tak długo, aż żadna z dzisiaj znanych metod, w szczególności chromatograficzna, nie poprawi aktywności uzyskanego hormonu.

Bardzo ważny postęp w nauce z hormonami zaznaczył sie od czasu wprowadzenia precyzyjnych metod chemicznych i fizykochemicznych do rozdzielania znajdujących sie w organizmie mieszanin hormonów na pojedyncze składniki. Dopiero bowiem izolowanie pojedynczych hormonów w czystej formie (tj. Nie zawierających domieszek innych związków) otworzyło drogę do badania zależności pomiędzy budowa hormonu, a działaniem biologicznym, do określenia siły, sposobu i miejsca działania każdego z poszczególnych hormonów. Dzięki osiągnięciom chemii w dziedzinie syntezy możliwe jest obecnie sztuczne odtwarzanie wielu hormonów produkowanych o organizmie. Co więcej - udaje się wytworzyć sztuczne hormony, takie jakie nie wy stepują w naturze, różniące się pewnymi drobnymi szczegółami budowy od naturalnych, natomiast o wiele silniejszym działaniu biologicznym. Dokładne poznanie poszczególnych hormonów i ich wzajemnych proporcji (np. w moczu) u ludzi zdrowych rozszerzyło możliwość diagnostyki hormonalnej, będącej kluczowym osiągnięciem endokrynologii klinicznej.