Hormonii coordonează diferite funcții ale organismului prin transmiterea mesajelor prin fluxul sanguin către celulele și țesuturile țintă. Dezechilibrele hormonale apar prin sinteza inadecvată sau excesivă a hormonilor, care pot afecta negativ bunăstarea fizică și mentală a unei persoane.
Hormonii sunt molecule mesagere sintetizate de glandele endocrine ca răspuns la stimuli interni sau externi specifici. Organele endocrine produc diverși hormoni, facilitând diverse funcții ale organismului. Principalele glande endocrine și funcțiile lor principale sunt următoarele:
Hipotalamusul – produce hormoni care stimulează sau inhibă glanda pituitară, cum sunt hormonul de eliberare a gonadotropinei (GnRH), care declanșează eliberarea hormonului foliculostimulant (FSH); hormonul de eliberare a tirotropinei (TRH), care duce la eliberarea hormonului stimulant tiroidian (TSH); și dopamina, care inhibă eliberarea de prolactină.
Glanda pituitară – produce FSH, care duce la dezvoltarea foliculilor și la producerea de spermatozoizi; TSH, care declanșează eliberarea hormonului tiroidian (TH); oxitocină, care provoacă contracții uterine; și hormon luteinizant (LH), care stimulează producția de estrogen și testosteron.
Glandele suprarenale – produc cortizol, care reglează metabolismul carbohidraților, proteinelor și lipidelor și induce răspunsul organismului la stres de tipul răspunsului „luptă sau fugi”.
Gonade – testiculele și ovarele produc testosteron, estrogen și progesteron, care sunt implicate în dezvoltarea organelor reproducătoare, sănătatea mușchilor și oaselor și caracteristicile sexuale secundare legate de pubertate.
Tiroida – produce hormoni tiroidieni (TH), inclusiv triiodotironina (T3) și tiroxina (T4), care controlează procesele metabolice din toate celulele.
Pancreasul – produce insulină și glucagon, care reglează metabolismul carbohidraților.
Clasificarea hormonilor
Oamenii de știință clasifică hormonii pe baza structurii moleculare generale, a dimensiunii și a proprietăților chimice. Există trei clase principale de hormoni: lipidici (de exemplu, cortizolul și estrogenul), aminici (de exemplu, dopamina și epinefrina) și peptidici (de exemplu, hormonul adrenocorticotrop și angiotensina).
Hormonii lipidici sunt în principal hormonii steroizi sintetizați din colesterol în glanda suprarenală și gonade. Acești hormoni joacă roluri esențiale în diferențierea sexuală, creștere și reproducere. Hormonii steroizi comuni includ progestinele, glucocorticoizii, androgenii și estrogenii.
Hormonii aminici derivă din aminoacizi modificați, în special triptofan sau tirozină. De exemplu, triptofanul este un precursor al melatoninei, un hormon aminic produs de glanda pineală din creier. Acest hormon reglează ciclul somn-veghe, promovează răspunsul imunitar și modulează îmbătrânirea. Un alt exemplu de hormoni aminici sunt hormonii tiroidieni T3 și T4, care sunt derivați de tirozină și conțin iod.
Hormonii peptidici conțin lanțuri de aminoacizi care variază în dimensiuni, de la lanțuri polipeptidice foarte scurte, cum este oxitocina, până la proteine mai mari, cum sunt insulina și FSH. Acești hormoni sunt cruciali pentru reglarea homeostaziei energetice, controlul apetitului și menținerea proceselor reproductive.
Mecanisme și receptori
Hormonii circulă în sânge independent sau sub formă de complexe legate de proteine plasmatice specifice, cum ar fi globulinele sau albumina. Când hormonii circulanți ajung la o celulă țintă, aceștia interacționează cu receptori specifici de pe suprafața celulară sau din interiorul celulei și induc o serie de reacții biochimice, numite și cascadă de semnalizare, care modifică activitatea celulei.
Receptorii hormonali conțin situsuri de legare care sunt complementare cu molecule hormonale specifice. Hormonii solubili în apă (sau hidrofili) se leagă mai ușor de receptorii proteici încorporați pe suprafața celulară, în timp ce hormonii solubili în lipide (sau liposolubili) penetrează membrana celulară țintă și se leagă de receptorii interni.
Hormonii steroizi și hormonii aminici interacționează cu receptorii din citoplasmă sau din nucleul celular și formează complexe hormon-receptor. Complexele citoplasmatice se translocă frecvent în nucleu, unde interacționează cu ADN-ul și, în cele din urmă, reglează activitatea genelor care răspund la hormoni.
În schimb, hormonii peptidici nu pot intra în celule și se leagă doar de receptorii de la suprafața celulară. Interacțiunea dintre acești hormoni și receptorii lor de la suprafața celulară poate activa direct căile de semnalizare intracelulară, influențând funcții precum metabolismul celular.
După legare, hormonii se desprind de situsurile receptorilor celulei și intră în fluxul sanguin, fie nemodificați, fie inactivați, ajungând în ficat sau rinichi, unde sunt degradați sau excretați prin urină.
Reglarea hormonilor prin feddback
Corpul reglează strict producția și eliberarea de hormoni prin bucle de feedback, care pot implica mai mult de un hormon pentru a menține homeostazia. Majoritatea hormonilor sunt reglați prin mecanisme de feedback negativ, spre deosebire de mecanismele de feedback pozitiv.
De exemplu, în sistemul de feedback negativ care reglează secreția de glucagon și insulină, un stimul (de exemplu, nivelul ridicat al glucozei) declanșează eliberarea de hormoni în sânge. Când nivelul glucozei din sânge atinge un prag predeterminat, acesta declanșează secreția de insulină din celulele pancreatice, sporind absorbția celulară a glucozei și, prin urmare, reducând cantitatea de glucoză din sânge. În schimb, scăderea zahărului din sânge induce secreția de glucagon, care stimulează eliberarea de glucoză din ficat, crescând nivelul glucozei din sânge. Acest sistem ajută la menținerea concentrațiilor de hormoni din sânge într-un interval îngust.
Spre deosebire de mecanismul de feedback negativ, mecanismele pozitive amplifică stimulii originali în loc să îi anuleze. Deși mai puțin frecventă decât reglarea bazată pe feedback negativ, anumite niveluri de hormoni sunt reglate prin bucle de feedback pozitiv. De exemplu, în timpul ciclului menstrual, nivelurile de estrogen cresc temporar, ceea ce declanșează o eliberare suplimentară de LH din glanda pituitară, ducând în cele din urmă la ovulație. Un mecanism de feedback pozitiv reglează, de asemenea, eliberarea de oxitocină în timpul nașterii. Contracția uterină din timpul travaliului stimulează eliberarea de oxitocină din glanda pituitară, iar acest ciclu continuă până la nașterea bebelușului.
Dezechilibrele hormonale și tratamentul acestora
Mai multe boli sunt asociate cu o secreție excesivă sau inadecvată de hormoni. Un dezechilibru hormonal poate apărea din cauza unor perturbări în orice punct al sistemului complex de feedback care reglează hormonii sau din cauza dezvoltării deficitare a glandelor endocrine. De exemplu, producția aberantă de cortizol, aldosteron și dehidroepiandrosteron (DHEA) poate contribui la dezechilibre ale hormonilor suprarenali care induc stres oxidativ, deteriorând proteinele, lipidele și ADN-ul și provocând disfuncții celulare.
Dezechilibrele hormonale rezultă și din tulburări genetice, infecții sau boli ale glandelor endocrine, inclusiv tumori. De exemplu, boala Cushing rezultă dintr-o tumoare pituitară sau altă tumoare ectopică ce duce la o producție excesivă de hormon adrenocorticotropic (ACTH), provocând hipertensiune arterială și obezitate.
În cele din urmă, dezechilibrele hormonale pot apărea și în timpul procesului de îmbătrânire. Modificările biochimice legate de vârstă pot reduce eficiența sistemului endocrin și sensibilitatea celulelor țintă. De exemplu, îmbătrânirea poate duce la scăderea nivelului de melatonină, ceea ce poate provoca tulburări de somn, sau la niveluri reduse de hormon de creștere (GH), ceea ce poate contribui la pierderea masei musculare și poate perturba sensibilitatea la insulină.
Medicii diagnostichează tulburările endocrine pe baza simptomelor, examenului fizic, testelor imagistice, profilării genetice și analizelor de urină și sânge pentru a determina anomalii ale nivelurilor hormonale sau ale glandelor endocrine. După diagnosticare, aceștia pot trata tulburarea specifică prin medicație, chimioterapie, radioterapie sau intervenție chirurgicală, după cum este necesar.
Oamenii de știință au dezvoltat terapii care vizează receptorii celulari specifici prin imitarea hormonilor pentru a promova anumite funcții. De exemplu, medicii tratează hipotiroidismul cu levotiroxină, care imită hormonul tiroxină, a cărei concentrație este scăzută la pacienții cu această afecțiune. Beta-blocantele sunt un alt exemplu comun de agenți terapeutici care vizează receptorii hormonali. Medicii utilizează beta-blocante pentru a trata pacienții cu diferite afecțiuni cardiovasculare. Acești compuși sunt antagoniști competitivi care blochează situsurile receptorilor beta adrenergici, prevenind semnalizarea catecolaminelor (adrenalină și noradrenalină) și a angiotensinei II.
Oamenii de știință investighează, de asemenea, intervenții dietetice pentru dezechilibrele hormonale, inclusiv antioxidanți nutriționali precum vitamina E, vitamina C, seleniul, zincul, carotenoizii și probioticele, pentru a atenua potențial efectele adverse ale dezechilibrelor hormonale suprarenale.
Sursa: The Scientist