Različiti tipovi hormona se luče u telu. Oni imaju različite biološke uloge i funkcije.Strukturna formula hormonaadrenalina, jednog odkateholamina
Hormon (odGrčkogόρμή - pokrenuti, probuditi) jehemijski glasnik izmeđućelija (ili grupe ćelija). To su organska jedinjenja različite hemijske prirode, koja deluju u malim količinama. Njihovo delovanje je specifično pa nedostatak dovodi do karakterističnih promena u organizmu. Svivišećelijski organizmi proizvode hormone (uključujući biljke - fitohormoni).
Funkcija hormona je da služi kao signal do ciljne ćelije; aktivnost hormona je determinisana načinom sekrecije i prenosnim signalom primajućeg tkiva. Hemijski glasnici, koje sintetizuju neuroni čine neuro-hormone, a druge posebne ćelije sintetizuju "klasične" hormone. Najpoznatiji životinjski hormoni su proizvedeni uendokrinim žlezdamakičmenjaka, ali hormoni se proizvode u skoro svakomorganskom sistemu itkivu u životinjskom telu.
Hormonski molekuli se izlučuju (puštaju) direktno u krvotok. Hormoni se krvlju prenose do mesta gde treba ostaviti "poruku", to jest do mesta delovanja. To su posebna tkiva, specifična za svaki hormon, ciljana tkiva. Na ćelijama ciljanih tkiva nalaze se specifične molekulske strukture, receptori. Oni se mogu nalaziti i u samim ćelijama. Hormoni "pronalaze" ciljana tkiva "prepoznavajući" svoje receptore, reaguju sa njima na specifičan način i nizom hemijskih reakcija izazivaju metabolički efekat u ćeliji.
Neki hormoni zvani ektohormoni se ne izlučuju ukrvotok, oni se kreću cirkulacijom ilidifuzijom do ciljnih ćelija, koje mogu biti obližnje ćelije (parakrine aktivnost) u okviru istog tkiva ili ćelije udaljenih organa u telu.
Hormonska regulacija metaboličkih aktivnosti uključuje hijerarhiju tipova ćelija koje utiču jedna na drugu bilo da bi stimulisali ili izmenili oslobađanje ili aktivnost određenog hormona. Sekrecija hormona iz uzastopnih nivoaendokrinih ćelija je stimulisana hemijskim signalima koji potiču iz viših ćelija u hijerarhijskom sistemu. Kao što se vidi na donjem dijagramu glavni koordinator hormonske aktivnosti kodsisara jehipotalamus koji reaguje na input primljen izcentralnog nervnog sistema.[1]
Slanje hormonskih signala kroz ovu hijerarhiju uključuje sledeće:
Biosintezu određenog hormona u određenom tkivu.
Skladištenje i sekreciju hormona.
Prenos hormona do ciljne ćelije(ćelija).
Prepoznavanje hormona od strane povezane ćelijske membrane ili intraćelijskog receptorskog proteina.
Prenošenje i pojačavanje primljenog hormonskog signala preko procesa prenosa signala. Ovaj proces potom vodi ka ćelijskoj reakciji. Reakcija ciljne ćelije može biti prepoznata po originalnom hormonu od strane ćelije koja proizvodi taj hormon, vodeći do deregulacije u proizvodnji hormona. Ovo je primer homeostatičke negativne povratne veze.
Degradacija hormona.
Hormonske biosintetičke ćelije su tipična vrsta specijalizovanih ćelija koje se nalaze u okviru posebnihendokrinih žlezda (na primer tiroidne žlezde,ovarijumu ilitestisu). Hormoni mogu da napuste biosintezu ili slanje ćelija putem procesa egzocitoze ili drugog procesamembranskog prenošenja. Međutim, hijerarhijski model je više od pojednostavljavanja hormonskog signalnog procesa. Ćelijski primaoci određenog hormonskog signala uobičajeno mogu biti jedan od više tipova ćelija i nalaziti se u okviru većeg broja različitih tkiva. Različiti tipovi tkiva mogu imati različite reakcije na isti hormonski signal. Usled ovoga, hormonsko signaliziranje je veoma komplikovano i teško je primeniti diseciranje u analizi.
Većina ćelija je sposobna da proizvede jedan ili više molekula koji se ponašaju kao signalni molekuli za druge ćelije, menjajući njihov rast, funkciju ili metabolizam. Klasični hormoni proizvedeni od straneendokrine žlezde su ćelijski proizvodi, specijalizovani da služe kao regulatori na nivou celog organizma. Međutim oni mogu ispoljavati i svoje efekte u okviru tkiva u kom se proizvode i inicijalno oslobađaju. Stepen hormonske biosinteze i sekrecije je često regulisan putem kontrolnog mehanizma homeostatičke negativne reakcije. Ovaj mehanizam zavisi od faktora koji utiču na metabolizam i lučenje hormona.
Lučenje hormona može biti stimulisano ili inhibirano:
Drugim hormonima (stimulišućim - ilioslobađajućim – hormonima)
Koncentracijom plazme jona ili hranljivih sastojaka, kao i obaveznim globulinima
Promenama sredine, na primer svetlosti ili temperature.
Posebna grupa hormona su tropni hormoni koji stimulišu produkciju hormona drugihendokrinih žlezda. Na primer,tireostimulišući hormon (TSH) prouzrokuje rast i povećava aktivnost druge endokrine žlezde,tiroidne žlezde, koji povećava proizvodnju tiroidnih hormona.Nedavno je identifikovana klasa hormona koji su vrste hormona gladi –grelin,oreksin iPZZ 3-36 i hormona sitosti – na primerleptin,obestatin,nesfatin-1.
U cilju brzog oslobađanja aktivnih hormona ukrvotok, ćelije biosintetičkih hormona mogu proizvoditi i čuvati biološke neaktivne hormone u vidu pre- ili prohormona. Ovi potom mogu brzo biti, kao rezultat odgovarajućih stimulansa, konvertovani u svoje aktivne forme hormona.
Brzina hormonske biosinteze i izlučivanja je obično regulisana putem kontrolnog mehanizmahomeostatičkenegativne povratne sprege. Takav mehanizam zavisi od faktora koji utiču nametabolizam iekstreciju hormona. Stoga, visoke hormonske koncentracije same po sebi ne mogu da podstaknu mehanizam negativne povratne sprege. Negativna povratna sprega mora da bude podstaknuta prekomernom produkcijom „efekta“ hormona.
Hormonska sekrecija može da bude stimulisana ili inhibirana:
Drugim hormonima (stimulacijom- iliotpuštanjem -hormona)
Koncentracijom jona ili nutrijenata u plazmi, kao i vezivanjem zaglobuline
Da bi se brzo oslobodili aktivni hormoni ucirkulaciju, ćelije hormonske biosinteze mogu da proizvedu i uskladište biološki neaktivne hormone u oblikupre- iliprohormona. Oni se mogu brzo konvertovati u aktivne hormone u odgovoru na specifični stimulus.
Eikozanoidi se smatraju hormonima sa lokalnim dejstvom.
Levi dijagram prikazujesteroidni (lipidni) hormon:[2][3][4] (1) ulazak u ćeliju i (2) vezivanje za protein receptora u jedru, čime se uzrokuje (3) sinteza iRNK, što je prvi korak uproteinskoj sintezi. Na desnoj strani su prikazani proteinski hormoni: (1) vezivanje za receptore čime se (2) započinje prenos signala. Putevi transdukcije se završavaju (3) sa aktivacijom transkripcionih faktora u jedru, i početkom proteinske sinteze. U oba dijagrama, „a“ označava hormon, „b“ ćelijsku membranu, „c“ citoplazmu, i „d“ jedro.
Većina hormona inicira ćelijske response inicijalnim vezivanjem bilo zamembranske proteine iliintraćelijskereceptore. Ćelija može da ima nekoliko različitih tipova receptora koji prepoznaju isti hormon, a aktiviraju različite puteveprenosa signala, ili može da ima nekoliko različitih receptora koji prepoznaju različite hormone, a aktiviraju isti biohemijski put.[5][6][7]
U slučajusteroidnih ilitiroidnih hormona,receptori su lociraniunutar ćelije u citoplazmi ciljne ćelije. Ti receptori pripadaju familijinuklearnih receptora[22][23] koji su ligandom aktiviranitranskripcioni faktori.[24][25] Da bi se vezali za svoje receptore, ti hormoni prvo moraju da prođu kroz ćelijsku membranu. Do toga može da dođe zato što su oni rastvorni u lipidima. Kombinovanikompleks hormona i receptora se zatim premešta kroz membranu u ćelijsko jedro, gde se vezuje za specifičneDNK sekvence.[26][27] Time se reguliše izražavanje pojedinihgena, i stoga povećavaju nivoi proteina kodiranih tim genima.[28] Pokazano je da svi steroidni receptori nisu locirani unutar ćelije. Neki su vezani za ćelijsku membranu.[29]
Važno je uzeti u obzir i formiranje efikasne koncentracije hormonsko-receptorskih kompleksa koja određuje nivo na kom je način prenosa ćelijskog signala aktiviran u reakciji na hormonski signal. Koncentracija hormonsko-receptorskog kompleksa se efikasno određuje na bazi tri faktora:
Raspoloživog broja hormonskih molekula za kompleksnu formaciju
Raspoloživog broja receptornih molekula za kompleksnu formaciju i
Vezivnog afiniteta između hormona i receptora.
Uglavnom broj hormonskih molekula koji su na raspolaganju za kompleksnu formaciju je ključni faktor u određivanju nivoa na kom je prenosa signala aktiviran. Broj raspoloživih molekulskih hormona određen koncentracijom cirkulišućeg hormona je pod uticajem nivoa i stepena sekrecije biosintetičkih ćelija. Broj receptora na površini ćelije prijemnika takođe može da bude raznolik kao i afinitet između hormona i njegovih receptora.
Dosta hormona i njihovih analogija se koristi kaolek. Najčešće prepisivani hormoni suestrogen iprogesteron (kao metod hormonske kontracepcije i kao HRT),tiroksin (kao levotiroksin, za hipotiroidu) isteroidi (za autonomne bolesti i nekoliko disajnih poremećaja). Dosta dijabetičara koristiinsulin. Farmakološki ekvivalentiadrenalina se veoma koriste za dobijanje lokalnih preparata u otorinolaringologiji, dok kreme na bazi steroida i vitamina D se često koriste u dermatološkoj praksi.
“Farmakološka doza” hormona označava medicinsku dozu u smislu količine hormona koja je mnogo viša od one koja se prirodno javlja u zdravom organizmu. Efekti farmakoloških doza hormona mogu biti različiti u poređenju sa reakcijama na količinu koja se prirodno javlja u organizmu i može biti korisna u terapijske svrhe. Primer farmakološke doze jeglikokortikoid u cilju smanjenja zapaljenskih procesa.
Hormoni regulišu i održavaju celokupan metabolizam, sastav krvi i drugih telesnih tečnosti, normalno funkcionisanje organa, vrše kontrolu i obezbjeđuju rast i razvoj različitih tkiva, organa i celokupnog organizma. Skoro da nema procesa koji nije neposredno ili posredno pod uticajem jednog ili više hormona. Svaki hormon ima specifične uticaje na metabolizam i funkciju posebnih organa. Polni hormoni utiču na razvoj primarnih i sekundarnih polnih karakteristika, kortizol utiče na metabolizam ugljenih hidrata, aldosteron na sadrzaj elektrolita itd. Usled nedostatka, smanjenje sinteze ili povećanog stvaranja hormona mogu nastati promene u hemijskim reakcijama koje remete metabolizam i tako izazivaju razne poremećaje i bolesti.
↑Funder JW, Krozowski Z, Myles K, Sato A, Sheppard KE, Young M (1997). „Mineralocorticoid receptors, salt, and hypertension”. Recent Prog Horm Res52: 247–260. PMID9238855.
↑King N, Hittinger CT, Carroll SB (2003). „Evolution of key cell signaling and adhesion protein families predates animal origins”. Science301 (5631): 361–3. DOI:10.1126/science.1083853. PMID12869759.
↑Filmore D (2004). „It's a GPCR world”. Modern Drug Discovery (American Chemical Society) 2004 (November): 24–28.
↑Overington JP, Al-Lazikani B, Hopkins AL (December 2006). „How many drug targets are there?”. Nat Rev Drug Discov5 (12): 993–6. DOI:10.1038/nrd2199. PMID17139284.
↑Matsudaira, Paul T.; Lodish, Harvey F.; Arnold Berk; Kaiser, Chris; Monty Krieger; Matthew P Scott; Anthony Bretscher; Hidde Ploegh (2008). Molecular cell biology. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN0-7167-7601-4.
↑Re, RN (Apr 2003). „The intracrine hypothesis and intracellular peptide hormone action”. BioEssays25 (4): 401–9. DOI:10.1002/bies.10248. PMID12655647.
↑Kumar R, Singh VP, Baker KM. "The intracellular renin-angiotensin system: a new paradigm.Trends Endocrinol Metab. 2007 May 15.DOI:10.1016/j.tem.2007.05.001PMID17509892.
↑Fiaschi-Taesch, NM; Stewart, AF (Feb 2003). „Minireview: parathyroid hormone-related protein as an intracrine factor--trafficking mechanisms and functional consequences”. Endocrinology144 (2): 407–11. DOI:10.1210/en.2002-220818. PMID12538599.
↑Darinka Koraćević, Gordana Bjelaković, Vidosava Đorđević. Biohemija. Savremena administracija. ISBN86-387-0622-7.
↑Zhang J, Watanabe Y, Yamada S, Urayama A, Kimura R (2002). „Neuroprotective effect and brain receptor binding of taltirelin, a novel thyrotropin-releasing hormone (TRH) analogue, in transient forebrain ischemia of C57BL/6J mice”. Life Sci.72 (4–5): 601–7. DOI:10.1016/S0024-3205(02)02268-3. PMID12467901.
↑Miyoshi Y, Tanji Y, Taguchi T, Tamaki Y, Noguchi S: Association of serum estrone levels with estrogen receptor-positive breast cancer risk in postmenopausal Japanese women. Clin Cancer Res. 2003 Jun;9(6):2229-33.PMID12796390
↑Kajta M, Lason W, Bien E, Marszal M: Neuroprotective effects of estrone on NMDA-induced toxicity in primary cultures of rat cortical neurons are independent of estrogen receptors. Pol J Pharmacol. 2002 Nov-Dec;54(6):727-9.PMID12866733
