Hormoni | hormonaalisen järjestelmän kemialliset viestinvälittäjät

Toiminnot

Hormonit tekevät monia asioita. Ne säätelevät aineenvaihduntaa. Aineenvaihdunta on kemiallisia ja energiareaktioita, jotka tapahtuvat elävässä olennossa. Hormonit aiheuttavat solujen ja kokonaisten organismien kasvua ja kuolemaa. Hormonit myös käynnistävät ja säätelevät seksuaalista kehitystä. Esimerkiksi hormonit estrogeeni ja progesteroni saavat tytöt käymään läpi murrosiän. Hormonit auttavat pitämään elimistön homeostaasin yllä. Homeostaasilla tarkoitetaan elimistön sisäisen tilan, kuten lämpötilan, veden ja suolojen määrän sekä sokerin määrän pysymistä vakiona. Yhden rauhasen vapauttamat hormonit voivat myös käskeä muita rauhasia tuottamaan erilaisia hormoneja.

 

Hormonityypit

Useimmissa selkärankaisissa on neljänlaisia hormoneja. Ne ryhmitellään sen mukaan, mistä kemikaaleista ne on valmistettu.

• Steroidihormonit - näitä valmistetaan kolesterolista. Esimerkkejä steroidihormoneista ovat sukupuolihormonit estradioli ja testosteroni sekä stressihormoni kortisoli.
• Eikosanoidit: nämä ovat lipidihormoneja - hormoneja, jotka on valmistettu rasvoista. Nämä ovat enimmäkseen hormoneja, jotka lähettävät viestejä lähelle hormoneja valmistavaa solua.
• Aminohapoista johdettu. Melatoniini vaikuttaa aivoihin, ja tyroksiini vaikuttaa lähes kaikkiin kehon soluihin. Monet näistä hormoneista ovat välittäjäaineita, hormoneja, joita yksi hermosolu lähettää toiselle hermosolulle.
• Peptidit, polypeptidit ja proteiinit - pieniin peptidihormoneihin kuuluvat TRH ja vasopressiini. Peptidejä, jotka koostuvat kymmenistä tai sadoista aminohapoista, kutsutaan proteiineiksi. Esimerkkejä proteiinihormoneista ovat insuliini ja kasvuhormoni. Monimutkaisemmissa proteiinihormoneissa on hiilihydraattisivuketjuja, ja niitä kutsutaan glykoproteiinihormoneiksi. Luteinisoiva hormoni, follikkelia stimuloiva hormoni ja kilpirauhasta stimuloiva hormoni ovat esimerkkejä glykoproteiinihormoneista.

 

Hormonien säätely

Biologiassa säätely tarkoittaa jonkin asian hallintaa. Hormonien säätely tarkoittaa siis sitä, että kontrolloidaan sitä, kuinka paljon hormoneja valmistetaan ja vapautuu soluista.

Negatiivinen palaute

Hormonien säätely tapahtuu enimmäkseen negatiivisen palautteen avulla. Negatiivisessa palautteessa hormoni aiheuttaa vaikutuksen. Hormonia tuottavat solut havaitsevat tämän vaikutuksen ja sen tuotanto lakkaa.

Hyvä esimerkki negatiivisesta palautteesta on insuliinihormoni. Insuliinia tuottaa haima. Haima vapauttaa insuliinia vastauksena glukoosin kulutukseen. Glukoosin määrä veressä nousee, ja haima havaitsee nousun. Sen jälkeen se erittää insuliinia vereen. Insuliini lisää glukoosin ottoa kohdesoluissa. Solut käyttävät osan glukoosista, mutta osa myös muuntuu ja varastoituu glykogeeniksi. Glukoosin otto soluihin laskee veren glukoosipitoisuutta. Haima havaitsee tämän laskun, ja vastauksena se lopettaa insuliinin erittymisen verenkiertoon. Kun veren insuliinitaso laskee, myös solujen glukoosinotto vähenee.

Tämä negatiivinen palaute auttaa siis ylläpitämään normaalia verensokeritasoa ja estää äärimmäisiä muutoksia.

Hormoneja on kolmea päätyyppiä. Steroidihormonit ovat poolittomia eivätkä tarvitse reseptoria. Toinen tyyppi on peptidihormonit. Kolmas tyyppi on tyrosiinijohdannaiset hormonit. Esimerkkinä ovat kilpirauhasen tuottamat T3- ja T4-hormonit.

Vastasäätelyhormonit

Usein kaksi hormonia kontrolloi samaa tuotetta, joista toinen lisää ja toinen vähentää tavoitetta. Verensokeri on elimistölle hyvin tärkeä, ja sitä säätelee useampi kuin yksi hormoni. Myös muut hormonit saavat glukoosipitoisuuden nousemaan tai laskemaan. Jos glukoositaso laskee liian alas, elimistö vapauttaa hormoneja, jotka toimivat päinvastoin kuin insuliini. Ne eivät käske kehon soluja ottamaan glukoosia verestä. Ne käskevät soluja palauttamaan glukoosia takaisin vereen. Tällaisia hormoneja, jotka toimivat päinvastoin kuin muut hormonit, kutsutaan vastasäätelyhormoneiksi. Insuliinin vastavaikuttajahormoneja ovat glukagoni ja adrenaliini.

Positiivinen palaute

Negatiivinen palaute ja vastavaikuttajahormonit pitävät elimistön tärkeimmät asiat homeostaasissa. Muutamia asioita ohjataan kuitenkin eri tavoin. Yksi harvinainen tapa on positiivinen palaute. Negatiivisessa palautteessa hormonin vaikutus saa rauhasen lopettamaan hormonien tuotannon. Positiivisessa palautteessa tapahtuu päinvastoin. Hormonin vaikutus käskee rauhasta tuottamaan vielä enemmän hormoneja.

Esimerkki positiivisesta palautteesta on hormoni, joka aiheuttaa synnytyksen (kun vauvat syntyvät). Hormoni, joka aiheuttaa tämän, on oksitosiini. Tätä hormonia valmistaa aivolisäke. Kun vauva alkaa tulla ulos, se venyttää kohdunkaulan lihasta (kohdun pohjaa). Kohdunkaulan hermot lähettävät viestin aivolisäkkeeseen. Tämä viesti saa aivolisäkkeen vapauttamaan lisää oksitosiinia. Oksitosiini saa sitten kohdun lihakset supistumaan eli puristumaan. Tämä aiheuttaa kohdunkaulassa lisää venytystä. Tämä venytys käskee sitten aivolisäkettä tuottamaan vielä enemmän oksitosiinia. Oksitosiinitasot nousevat siis jatkuvasti, kunnes kohdun puristuminen tai supistukset pakottavat vauvan ulos.

 

Vertailu neurotransmittereihin

Hormonien ja välittäjäaineiden välillä on selvä ero:

• Hormoni voi vaikuttaa laajemmassa tilassa ja laajemmalla aikajänteellä kuin välittäjäaine.
• Hormonaaliset signaalit voivat kulkea missä tahansa verenkiertojärjestelmässä, mutta hermosignaalit kulkevat jo olemassa olevia hermoratoja pitkin.
• Neuraaliset signaalit voidaan välittää paljon nopeammin (millisekunnissa) kuin hormonaaliset signaalit (sekunneissa, minuuteissa tai tunneissa). Hermosignaaleja voidaan lähettää jopa 100 metriä sekunnissa.
• Neuraalinen signalointi on kaikki tai ei mitään (digitaalinen) toiminta, kun taas hormonaalinen signalointi on toiminta, joka voi olla jatkuvasti muuttuva. Se riippuu hormonin pitoisuudesta

 

Reseptorit

Useimmat hormonit käynnistävät soluvasteen sitoutumalla solukalvoihin tai solun sisällä oleviin reseptoreihin. Solulla voi olla useita eri reseptorityyppejä, jotka tunnistavat saman hormonin mutta aktivoivat eri signaalinsiirtoreittejä, tai solulla voi olla useita eri reseptoreita, jotka tunnistavat eri hormoneja ja aktivoivat saman biokemiallisen reitin.

 
Vasemmalla : steroidi (lipidihormoni) (1) tulee soluun (2) sitoutuu reseptoriproteiiniin (3) aiheuttaa mRNA-synteesin, joka on proteiinisynteesin ensimmäinen vaihe. Oikealla: proteiinihormonit (1) sitoutuvat reseptoreihin, jotka (2) käynnistävät transduktioreitin. (3) transkriptiotekijät aktivoituvat ytimessä: proteiinisynteesi alkaa. Molemmissa kaavioissa a on hormoni, b on solukalvo, c on sytoplasma ja d on tuma.  

Kemialliset luokat

Hormonit määritellään toiminnallisesti, ei rakenteellisesti. Niillä voi olla erilaisia kemiallisia rakenteita. Hormoneja esiintyy monisoluisissa eliöissä (kasveissa, eläimissä, sienissä, ruskealevissä ja punalevissä). Näitä yhdisteitä esiintyy myös yksisoluisissa eliöissä, ja ne voivat toimia signaalimolekyyleinä,

 

Peptidihormoni

Peptidihormonit ovat hormoneja, joissa on lyhyt aminohappoketju.

 

Aiheeseen liittyvät sivut

• Endokriininen järjestelmä