Hormony a metabolizm

Hormony - co to jest?

Hormony są związkami chemicznymi o skomplikowanej budowie, wytwarzanymi przez narządy wydzielania wewnętrznego i są rozprowadzane wraz z krwią. Na powierzchni lub wewnątrz komórek znajdują się receptory: struktury, które potrafią rozpoznać i związać cząsteczkę hormonu oraz skłonić komórkę do odpowiedniej reakcji. Każdemu hormonowi odpowiada potrafiący go zidentyfikować receptor, ale nie oznacza to, że każda komórka ma receptory wszystkich hormonów.

Receptor hormonu można przyrównać do zamka patentowego, który może być otworzony przy pomocy klucza o odpowiednio dobranym kształcie. Jeśli z jakiegoś powodu synteza hormonu zostanie zaburzona, wyprodukowane cząsteczki będą się różniły od wzorca „pamiętanego” przez receptory: klucz nie będzie pasował do zamka. To jeden z mechanizmów powstawania zaburzeń hormonalnych, wywołanych przez mutacje genetyczne.

Skąd się biorą hormony. Narządy wydzielania wewnętrznego

Hormony są wytwarzane w wielu narządach. Jedne, jak tarczyca, przytarczyce, przysadka mózgowa czy nadnercza produkują wyłącznie hormony. W innych można wyróżnić część wewnątrzwydzielniczą, produkującą hormony, i zewnątrzwydzielniczą, produkującą inne substancje. Np. w trzustce znajdujemy komórki odpowiedzialne za syntezę hormonów, m.in. insuliny i glukagonu, oraz część trawienną, zewnątrzwydzielniczą, produkującą enzymy trawienne.

Metabolizm - na czym polega?

Szkolna definicja mówi, że metabolizm, nazywany czasami przemianą materii, to „całokształt przemian chemicznych i energetycznych”. Upraszczając, można powiedzieć, że metabolizm to przemiana jednych związków chemicznych w inne. Te przemiany można podzielić na dwie grupy: syntezy (przemiany anaboliczne), kiedy ze stosunkowo prostych związków chemicznych powstają bardziej złożone, oraz rozpadu (przemiany kataboliczne), w których związki złożone są rozkładane do związków prostych. Z reguły procesy anaboliczne wymagają dostarczenia energii (są endoenergetyczne), podczas gdy w procesach katabolicznych energia jest uwalniana.

W każdym organizmie żywym procesy anaboliczne i kataboliczne przebiegają równolegle. Przyjmuje się, że w organizmach młodych, będących w fazie wzrostu, dominują procesy anaboliczne, dojrzałość jest okresem względnej równowagi, natomiast organizmy starzejące się zmagają się z rosnącą przewagą procesów katabolicznych. Przejścia pomiędzy tymi etapami są płynne i trudno wyznaczyć wyraźne granice.

„Przemiana materii”

Określenie „przemiana materii” jest czasami używane w kontekście skłonności do tycia, za którą ma być odpowiedzialna „zła przemiana materii”. Trzeba pamiętać, że jest to uogólnienie, ponieważ za odkładanie tkanki tłuszczowej odpowiadają przede wszystkim mechanizmy, związane z metabolizmem triglicerydów. To tylko część, choć istotna, przemiany materii, zachodzącej w organizmie.

Rola hormonów w metabolizmie

Hormony odgrywają bardzo ważną rolę w regulowaniu metabolizmu, dotyczy to również gromadzenia i „zużywania” zapasów tkanki tłuszczowej, a więc powstawania nadwagi i otyłości. Zaburzenia masy ciała mogą być związane z nieprawidłowym wydzielaniem hormonów tarczycy. Klinicznym obrazem nadczynności tego narządu jest wychudzenie, podwyższona temperatura ciała, pobudzenie. Przeciwnie, w przypadku niedoczynności pacjenci miewają problemy z tyciem i są ospali. Otyłość można również powiązać z nadczynnością nadnerczy (w zespole Cushinga), a u mężczyzn przyczyną nadmiernego gromadzenia tkanki tłuszczowej bywają zaburzenia wydzielania męskich hormonów płciowych (hipogonadyzm). W zdecydowanej większości przypadków otyłość okazuje się otyłością prostą, wynikającą z nadmiernej podaży pokarmów i niedostatku wysiłku fizycznego.

Lista chorób metabolicznych jest bardzo długa. Należą do nich choroby często występujące, na przykład: cukrzyca, osteoporoza, hiperlipidemia, dna moczanowa, ale i rzadkie: alkaptonuria, mukopolisacharydoza, choroba Niemanna-Picka czy choroba Gauchera. Bardzo wiele z nich ma podłoże genetyczne.

Hormon wzrostu wpływa nie tylko na masę ciała, ale także na metabolizm. Dowiedz się więcej >>

Badania hormonów (endokrynoligia)

Diagnostyka w endokrynologii szeroko korzysta z metod analizy chemicznej do wykrywania obecności i oznaczania stężenia związków chemicznych we krwi. Postęp w tej dziedzinie umożliwił konstruowanie automatycznych urządzeń pomiarowych, skrócenie czasu analizy, poprawę swoistości i czułości metod. Wielkie znaczenie ma ocena dynamiki czynności narządów wydzielania wewnętrznego: kontrolowanie ilości hormonu wydzielanego w odpowiedzi na podanie substancji, która ma pobudzić narząd do działania.

Od lat stosowane są metody oceny czynności narządów przy pomocy radioizotopów, typowe dla diagnostyki tarczycy. Pacjent otrzymuje porcję pierwiastka albo związku chemicznego, o którym wiadomo, że jest wykorzystywany do produkcji hormonu. Jednak zamiast stabilnego izotopu pierwiastka wprowadza się izotop promieniotwórczy o możliwie krótkim czasie połowicznego rozpadu. Następnie mierzy się natężenie promieniowania w okolicy badanego narządu wkrótce po podaniu znakowanego preparatu i w pewnych odstępach czasu. Obserwując zmiany natężenia promieniowania można wnioskować o dynamice wytwarzania hormonu i stanie narządu.

Nową jakość wnoszą metody fizyczne, na przykład jądrowy rezonans magnetyczny, który jest wykorzystywany nie tylko do badania struktury narządów, ale również do poszukiwania związków chemicznych, gromadzonych w tkankach.

Leczenie zaburzeń hormonalnych 

Celem leczenia jest przywrócenie właściwego stężenia hormonu, wytwarzanego przez narząd, dotknięty chorobą. Strategia kuracji zależy od przyczyny choroby.

Po pierwsze, może polegać na dostarczeniu odpowiedniej ilości pierwiastków i związków chemicznych, niezbędnych do produkcji hormonu. Przykładem takiego postępowania w przypadku niedoboru jodu jest jego uzupełnianie – obecnie wprowadzono na rynek spożywczy, do powszechnego stosowania, sole kuchenne jodowane.

Po drugie, leczenie może mieć na celu zwalczanie choroby upośledzającej działanie komórek uczestniczących w wytwarzaniu hormonu, na przykład stanu zapalnego, nowotworu.

Po trzecie, bywa, że narząd dokrewny wytwarza właściwą ilość hormonu ale jest on niszczony przez przeciwciała obecne we krwi, albo zaburzeniu ulega działanie receptorów komórkowych, odpowiedzialnych za rozpoznawanie hormonu.

Równocześnie z leczeniem przyczyny łagodzi się skutki zaburzeń hormonalnych, podając pacjentowi hormon w postaci leku (np. kiedy w wyniku choroby jest go zbyt mało, jak insuliny w cukrzycy), albo stosuje leczenie, które ma na celu osłabić reakcję organizmu na nadmiernie wydzielany hormon.

Chirurgiczne leczenie zaburzeń hormonalnych 

Pewne zaburzenia hormonalne leczy się chirurgicznie. I odwrotnie – zabieg chirurgiczny może spowodować problemy endokrynologiczne. Najbardziej wyrazistym przykładem jest utrata narządu wydzielania wewnętrznego w następstwie urazu albo choroby (nowotwór jądra, tarczycy). Pacjenci zupełnie pozbawieni narządu wydzielania wewnętrznego do końca życia muszą przyjmować lekarstwa, zawierające niezbędne hormony. W większości przypadków wyprodukowanie i dostarczenie hormonu do organizmu nie sprawia problemu, firmy farmaceutyczne potrafią to robić od lat. Co innego dobranie odpowiedniej dawki.

Układ hormonalny

Układ hormonalny reguluje pracę organizmu. To znaczy, że narządy wydzielania wewnętrznego potrafią reagować na zmianę stanu organizmu w taki sposób, żeby zachować równowagę. Po utracie narządu funkcję „regulatora” musi przejąć lekarz prowadzący. To on decyduje, kiedy i jakie dawki hormonu podać. Niestety, człowiek jest w tej roli bardzo niedoskonały. Klasycznym przykładem są problemy, których doświadczają chorzy na cukrzycę. Opuszczenie iniekcji insuliny po posiłku, podanie zbyt dużej albo zbyt małej dawki pociąga za sobą konsekwencje w postaci nieprawidłowego stężenia glukozy we krwi, z konsekwencją złego samopoczucia, a w skrajnych, chociaż wcale nie tak rzadkich przypadkach, może doprowadzić do stanu zagrażającego życiu.

Naukowcy podejmują próby stworzenia „sztucznych narządów”, naśladujących pracę pierwowzorów. Bardzo zaawansowane są prace nad automatycznymi pompami insulinowymi, które potrafią dopasować dawkę insuliny tak, aby utrzymywać poziom glukozy we krwi bez względu na to, co je i jaką aktywność fizyczną uprawia pacjent. Niestety, na drodze do sukcesu stoją liczne przeszkody, w tym dwie bodajże najpoważniejsze. Po pierwsze, żeby wyliczyć właściwą dawkę hormonu, trzeba poznać stan organizmu, a więc zmierzyć stężenie substancji wyzwalających wydzielanie hormonu w zdrowym organizmie. Po drugie, trzeba wiedzieć, jak obliczyć odpowiednią dawkę.

Rozwiązanie pierwszego problemu wymaga znalezienia możliwie dokładnego i mało kłopotliwego sposobu ciągłego albo bardzo częstego oznaczania stężenia jednego lub kilku związków chemicznych. Związków, które z reguły są rozpuszczone we krwi chorego. To znaczy, że trzeba wykonywać wielokrotne nakłucia, albo umieścić urządzenie pomiarowe wewnątrz organizmu, żeby mogło stale badać stężenia tych związków we krwi. Cukrzycy od lat mogą używać pomp insulinowych, mierzących poziom glukozy we krwi, ale mimo znacznego postępu, procedura ciągle jest uciążliwa.

Rozwiązanie drugiego problemu wymaga dokładnego poznania naturalnego mechanizmu, kontrolującego wydzielanie hormonu, co również nie jest proste. Zasadniczą rolę odgrywają tu badania w dziedzinie fizjologii i biochemii. Nauka zajmuje się tymi problemami od lat, a mimo to ciągle odkrywane są nowe aspekty działania skądinąd dobrze opisanych związków chemicznych.

Wzajemne zależności pomiędzy poszczególnymi hormonami są tak liczne i zawiłe, że jeśli układ wydzielania wewnętrznego zostanie wytrącony ze stanu równowagi, niezmiernie trudno ją przywrócić.

Dieta ma istotne znaczenie w leczeniu zaburzeń hormonalnych, spowodowanych niedoborem substancji potrzebnych do wytworzenia hormonów.