fiziologie – Info Natura

Heliotropismul: mecanisme, evoluție și relevanță ecologică

Florin Mitrea — Sat, 13 Dec 2025 05:00:00 +0000

Heliotropismul reprezintă una dintre cele mai fascinante forme de mișcare orientată din lumea vegetală, un comportament prin care plantele își ajustează poziția organelor în raport cu direcția luminii solare. Această adaptare, deși aparent simplă, este rezultatul unor procese fiziologice și biochimice complexe, care reflectă presiuni selective puternice legate de optimizarea fotosintezei și protecția împotriva stresului abiotic.

Putem privi heliotropismul ca pe o poveste evolutivă în care plantele au învățat să urmărească Soarele, să negocieze cu excesul de radiație și să-și armonizeze ritmurile interne cu dinamica mediului.

Definirea heliotropismului și tipurile sale

Termenul „heliotropism” provine din grecescul helios (soare) și tropos (întoarcere), desemnând orientarea organelor vegetale către sau departe de lumina solară. În literatură sunt descrise două forme principale:

Heliotropismul pozitiv, când structurile vegetale se orientează spre soare, tipic pentru frunzele și florile multor specii erbacee;
Heliotropismul negativ, când plantele se orientează în sens opus razelor solare, un fenomen întâlnit în special la unele organe sensibile la supraîncălzire.

Aceste mișcări sunt diferite de fototropism, care reprezintă răspunsul direcțional la o sursă de lumină artificială sau naturală, indiferent de poziția soarelui pe cer. Heliotropismul, în schimb, este strâns legat de ciclurile zilnice solare și necesită perceperea sau anticiparea traiectoriei acestora.

Mecanisme fiziologice ale heliotropismului

În centrul heliotropismului stau două componente fundamentale: percepția luminii și redistribuția turgescenței celulare ori a creșterii diferențiale în țesuturi specializate.

Percepția luminii
Plantele utilizează fotoreceptori precum fototropinele, fitocromii și criptocromii pentru a detecta intensitatea și direcția luminii. Fototropinele, în special, joacă un rol crucial în heliotropismul diurn, deoarece declanșează modificări celulare rapide la nivelul pulvinelor – structuri articulare situate la baza frunzelor sau florilor.

Pulvinele și mișcarea de turgor
Pulvinele funcționează ca mici „motoare hidraulice” pe care planta le utilizează pentru a ajusta orientarea organelor. Modificările în concentrația ionilor de potasiu și în deplasarea apei duc la contracția celulelor de pe o parte și la expansiunea celor de pe partea opusă, provocând astfel schimbarea poziției. Aceste mișcări sunt rapide și reversibile, permițând frunzelor să urmărească soarele pe parcursul zilei.

Heliotropismul bazat pe creștere
La anumite specii, precum floarea-soarelui (Helianthus annuus), heliotropismul juvenil al bobocilor se datorează unui mecanism dependent de creștere: tulpina crește mai repede pe partea umbrită, determinând orientarea spre lumină. Odată ce floarea ajunge la maturitate, ea încetează să se mai miște și rămâne orientată estic, optimizând încălzirea în timpul dimineții și atragerea polenizatorilor.

Un aspect remarcabil al heliotropismului este capacitatea plantelor de a anticipa răsăritul și apusul. Mecanismul circadian intern reglează ritmul mișcărilor chiar și în absența luminii, semn că heliotropismul nu este doar un răspuns reactiv, ci și unul programat intern. Experimentele clasice au demonstrat că frunzele unor specii heliotrope continuă să oscileze în întuneric după un ciclu aproximativ de 24 de ore, un fenomen considerat dovadă a existenței unui ceas biologic robust.

Avantajele ecologice ale heliotropismului

Heliotropismul a evoluat pentru a răspunde unor nevoi specifice ale plantelor, oferindu-le avantaje semnificative.

Un prim avantaj îl constituie optimizarea fotosintezei. Prin orientarea permanentă către Soare, frunzele maximizează absorbția fotonilor, ceea ce crește eficiența fotosintetică, mai ales în mediile în care lumina este variabilă sau competitivă.

Unele plante desertice, precum anumite specii de Malvaceae, utilizează heliotropismul pentru reglarea temperaturii. Ele manifestă heliotropism negativ la orele de amiază pentru a reduce supraîncălzirea țesuturilor. Acest comportament le protejează de pierderile excesive de apă și de deteriorarea proteinelor sensibile la căldură.

Un alt avantaj este în atragerea polenizatorilor. Florile orientate spre Soare pot asigura o temperatură mai ridicată în interior, ceea ce îmbunătățește confortul insectelor polenizatoare. În cazul florii-soarelui, încălzirea anticipată a inflorescenței în primele ore ale dimineții crește activitatea albinelor.

Mișcările heliotrope pot preveni expunerea excesivă a organelor tinere sau sensibile la radiațiile ultraviolete, în special în zonele de altitudine sau latitudine mare.

Heliotropismul în context evolutiv

Din perspectivă evolutivă, heliotropismul este considerat un exemplu de convergență adaptativă. Specii aparținând unor familii botanice complet diferite au dezvoltat mecanisme heliotrope similare, ceea ce sugerează că urmărirea soarelui reprezintă o soluție eficientă la provocările mediului. În ecosistemele alpine, arctice și deșertice, plantele heliotrope tind să aibă un succes reproductiv sporit comparativ cu cele non-heliotrope, în special datorită optimizării fotosintezei la temperaturi scăzute și intensități luminoase reduse.

Pe de altă parte, heliotropismul implică și costuri: expunerea continuă la lumină poate crește stresul fotooxidativ, iar mobilitatea crescută a organelor necesită resurse metabolice suplimentare. În evoluția plantelor, balanța dintre aceste costuri și beneficii a determinat apariția unui spectru larg de strategii heliotrope, de la mișcări bruște și ample, la ajustări subtile și parțiale.

Studii de caz reprezentative

Floarea-soarelui (Helianthus annuus)
Este probabil cel mai cunoscut exemplu de heliotropism. Bobocii plante tinere urmăresc Soarele de la est la vest, dar odată cu maturizarea inflorescenței, mișcarea încetează, iar floarea rămâne orientată spre est. Studiile recente indică faptul că această orientare crește vizitarea de către polenizatori și îmbunătățește fertilitatea.

Specii alpine precum Ranunculus adoneus
Aceste flori se comportă ca mici oglinzi solare: își orientează petalele pentru a focaliza lumina pe pistil, crescând astfel temperatura reproductivă internă și reducând riscul de îngheț.

Plante deșertice heliotrope negativ
În deșerturile fierbinți, anumite specii își orientează frunzele perpendicular pe soare la amiază pentru a minimiza absorbția căldurii. Acest comportament este un mecanism crucial pentru supraviețuirea în medii extreme.

Relevanță contemporană și aplicații

Heliotropismul nu mai este doar un subiect de interes academic. În ultimele decenii, el a inspirat tehnologii în domeniul energiei solare, roboticii și ingineriei biomimetice. De exemplu, unele sisteme de panouri solare utilizează algoritmi care imită modul în care plantele anticipează traiectoria soarelui, optimizând randamentul energetic.

În agricultură, înțelegerea heliotropismului ajută la alegerea orientării rândurilor de culturi, la previzionarea capacității de fotosinteză și la identificarea varietăților cu performanțe superioare în diferite condiții climatice.

The post Heliotropismul: mecanisme, evoluție și relevanță ecologică appeared first on Info Natura.

Hormonii omului și funcțiile lor

Florin Mitrea — Wed, 11 Jun 2025 05:00:00 +0000

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 feedback

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

The post Hormonii omului și funcțiile lor appeared first on Info Natura.

Absorbția apei la plante, un proces esențial pentru desfășurarea fotosintezei

Florin Mitrea — Tue, 20 May 2025 05:00:00 +0000

Plantele au nevoie de apă ca ingredient esențial al fotolizei (etapa fotochimică a fotosintezei), prin care moleculele de apă sunt scindate cu ajutorul energiei solare. Aceasta face parte din procesul prin care plantele își obțin energia și ilustrează cât de importantă este absorbția apei la plante.

Apa este absorbită la nivelul rădăcinilor și este transportată la toate țesuturile plantei. Rădăcinile prezintă numeroși perișori absorbanți, care măresc semnificativ suprafața de absorbție.

Atunci când este nevoie de apă și concentrația sa în rădăcini este mică, apa este absorbită din mediul exterior, unde se află în concentrație mai mare. Același lucru se întâmplă și în cazul diferențelor de concentrație de la nivelul celulelor plantei, unde celulele bogate în apă ale rădăcinii permit fenomenului de osmoză să deplaseze apa în sus în plantă, până la egalizarea concentrațiilor în toate țesuturile.

La început, oamenii de știință au fost nedumeriți de modul în care apa poate sfida atracția gravitațională atunci când se deplasează în sus în corpul plantei, deoarece moleculele de apă sunt mai grele. Studiile au arătat că există mai mulți factori care joacă un rol în transportul apei la plante.

Un prim factor este presiunea radiculară, care permite apariția fenomenului de osmoză, prin care apa circulă de la concentrațiile mai ridicate de la nivelul rădăcinilor înspre concentrațiile mai reduse din restul corpului plantei, până când concentrațiile se egalizează.

Al doilea factor este capilaritatea, care se datorează adeziunii, adică forța de atracție dintre două particule diferite. Atunci când apa trece prin tuburile de xilem, ea aderă la suprafața acestora, în timp ce forța de osmoză împinge ușor moleculele de apă în sus.

Un alt factor deosebit de important în transportul apei în plantă este transpirația. Aceasta are loc la nivelul stomatelor, ceea ce face ca apa din celulele adiacente să fie în concentrație mai mică. Deoarece osmoza are loc în sensul gradientului de concentrație, apa va „fugi” imediat în aceste zone pentru a echilibra concentrația.

Stomatele reprezintă și locul de pătrundere în plantă a dioxidului de carbon, care este necesar în procesul de fotosinteză. Faptul că stomatele rămâne deschise în timpul zilei pentru a permite desfășurarea fotosintezei duce la creșterea pierderilor de apă prin transpirație.

Stomatele își modifică dimensiunile în funcție de turgescența lor, care este determinată de concentrația de apă din interiorul lor. Atunci când concentrația de apă scade în zona stromei, orificiul stomatei se închide. drept urmare, stomatele joacă un rol în reglarea homeostaziei apei.

În timpul unei zile foarte călduroase, când stomatele sunt deschise pentru desfășurarea fotosintezei, transpirația poate avea loc cu rate mai ridicate. În acest caz, concentrația apei din interiorul stomatei scade, deci aceasta își reduce turgescența, ceea ce duce la închiderea orificiului stomatei. Aceasta permite apei să se mențină la concentrațiile dorite. Acest tip de transpirație are loc la mezofite, plante care trăiesc în climat cu precipitații și temperaturi medii.

Xerofitele, cum sunt numeroase specii de cactus, trăiesc în medii mai extreme. Adaptările evolutive le-au permis să supraviețuiască în ecosisteme precum cele din deșerturi. Aceste adaptări evolutive reduc rata transpirației și promovează retenția apei. Exemple de astfel de adaptări sunt curbarea frunzelor, reducerea numărului de stomate și stomate cu peri.

Curbarea frunzelor face ca apa pierdută prin transpirație să rămână în contact apropiat cu frunza. Rezultatul este o concentrație mai ridicată de apă în jurul suprafeței frunzei, ceea ce va facilitatea trecerea sa înapoi în plantă.

Stomatele cu peri previn pierderea cu ușurință a apei în atmosferă prin transpirație. Moleculele de apă se lipesc de acești peri datorită forței de adeziune dintre două structuri.

Reducerea numărului de stomate reprezintă mai puține oportunități pentru apă de a scăpa din plantă.

Hidrofitele sunt plante care trăiesc toată viața în mediu acvatic și se confruntă cu alte probleme comparativ cu xerofitele. Ele primesc oxigenul din spațiile speciale pline cu fluid. O altă problemă este curentul de apă continuu care bombardează exteriorul plantei. În apă, lucrurile cântăresc de 2,5 ori mai puțin decât pe uscat, iar plantele trebuie să aibă o natură flexibilă pentru a contracara acest curent de apă, cum ar fi reducerea cantității de xilem.

Sursa: Biology Online

The post Absorbția apei la plante, un proces esențial pentru desfășurarea fotosintezei appeared first on Info Natura.

Glucagonul, un hormon produs de pancreas

Florin Mitrea — Sat, 18 Feb 2023 06:00:00 +0000

Glucagonul este un hormon implicat în controlul nivelului glucozei din sânge. El este produs de celulele alfa din insulele Langerhans ale pancreasului, de unde este eliberat în fluxul sanguin. Celulele alfa se află în jurul celulelor beta, care secretă insulină, ceea ce reflectă relația strânsă dintre cei doi hormoni.

Rolul jucat de glucagon în corp este acela de a preveni ca nivelul glucozei din sânge să coboare prea mult. Pentru a realiza acest lucru, hormonul acționează asupra ficatului pe mai multe căi:

Stimulează conversia glicogenului (stocat în ficat) în glucoză, care apoi este eliberată în fluxul sanguin. Acest proces se numește glicogenoliză;
Stimulează producerea glucozei din aminoacizi, proces denumit gluconeogeneză;
Reduce consumul de glucoză la nivelul ficatului, astfel încât cât mai multă glucoză să fie secretată în fluxul sanguin pentru a menține nivelul glucozei din sânge.

Glucagonul acționează, de asemenea, asupra țesutului adipos pentru a degrada depozitele de grăsimi.

Cum este controlat glucagonul?

Glucagonul acționează alături de insulină pentru a controla nivelurile de glucoză din sânge și pentru a le menține în limite normale. Glucagonul este eliberat pentru a stopa reducerea prea mare a nivelului glucozei sanguine (hipoglicemie), în timp ce insulina este eliberată pentru a preveni creșterea prea mare a nivelului glucozei din sânge (hiperglicemie).

Eliberarea glucagonului este stimulată de nivelul scăzut al glucozei sanguine, mesele bogate în proteine și adrenalină. Secreția acestui hormon este inhibată de nivelul crescut al glucozei sanguine și de mesele bogate în carbohidrați.

Pe termen lung, glucagonul este esențial pentru răspunsul organismului la lipsa hranei. De exemplu, el stimulează utilizarea grăsimilor pentru producerea energiei pentru a păstra a aprovizionare limitată cu glucoză.

Perturbări ale producției de glucagon

O tumoare rară a pancreasului, denumită glucagonom, poate secreta cantități excesive de glucagon. Acest lucru poate duce la diabet zaharat, pierderea în greutate, tromboză venoasă și erupții cutanate caracteristice.

Cazuri neobișnuite de deficiență de glucagon au fost raportate la copii. Acest lucru provoacă o scădere severă a nivelului glucozei sanguine, care nu poate fi controlat în lipsa administrării de glucagon.

Glucagonul poate fi administrat pe cale injectabilă pentru a reface nivelul glucozei sanguine coborât de insulină (chiar și la persoanele inconștiente). El poate crește eliberarea glucozei din depozitele de glicogen mai rapid decât insulina poate contracara acest efect.

Sursa: YourHormones.info

The post Glucagonul, un hormon produs de pancreas appeared first on Info Natura.

Glanda tiroidă produce hormoni importanți pentru metabolism

Florin Mitrea — Sat, 07 Jan 2023 06:00:00 +0000

Glanda tiroidă este localizată în partea antero-laterală a gâtului, chiar sub mărul lui Adam (laringele). Are aspectul unui fluture și este formată din doi lobi amplasați de o parte și de alta a traheei, uniți printr-un istm. O glandă tiroidă normală nu ar trebui să fie vizibilă sub piele sau să fie simțită la apăsarea cu degetul pe baza gâtului.

Tiroida este cea mai mare glandă a sistemului endocrin uman. La nou-născut ea cântărește 5-6 g, în timp ce la adult ajunge la 25-30 g (este mai mare la femei decât la bărbați).

Rolul glandei tiroide

Glanda tiroidă produce hormoni care reglează rata metabolismului, controlând inima, mușchii, diferite funcții digestive, dezvoltarea creierului și întreținerea oaselor. Buna sa funcționare depinde de aprovizionarea cu iod prin intermediul alimentelor. Celulele producătoare de hormoni tiroidieni sunt foarte specializate în extragerea și absorbția iodului din sânge și încorporarea sa în hormoni.

Funcționarea tiroidei este controlată de glanda pituitară (hipofiza), o glandă de mici dimensiuni situată la baza creierului. Hipofiza secretă hormonul de stimulare tiroidiană (tirotropina, TSH), care spune tiroidei ce cantitate de hormoni să producă. Nivelul de TSH din sânge variază în funcție de câți hormoni tiroidieni are nevoie organismul.

Mai există și un al treilea mecanism de control. Glanda pituitară răspunde fie direct la nivelul de hormoni tiroidieni din sânge, fie la semnalele primite de la hipotalamus, care este localizat deasupra hipofizei, ca parte a creierului. Hipotalamusul eliberează propriul său hormon, denumit hormon de stimulare a tirotropinei (TRH). Acesta, la rândul său, stimulează secreția de TSH la nivelul glandei pituitare, care apoi transmite semnale glandei tiroide.

Întreagă această rețea este cunoscută sub denumirea de axa hipotalamus-hipofiză-tiroidă și se adaptează la nevoile metabolice ale organismului.

Hormonii secretați de glanda tiroidă

Glanda tiroidă produce tiroxină (T4), care este un prohormon relativ inactiv. Hormonul activ este triiodotironina (T3). Împreună, tiroxina și triiodotironina sunt denumiți hormoni tiroidieni. Doar 20% din producția tiroidei este reprezentată de hormonul activ T3, restul de 80% fiind reprezentată de prohormonul T4. Odată secretat de tiroidă, enzime specifice din alte țesuturi, cum sunt ficatul și rinichii, pot transforma T4 în T3.

În plus, tiroida mai conține și alte celule producătoare de hormoni, denumite celule C. Acestea produc calcitonină, un hormon cu rol important în reglarea nivelurilor de calciu și fosfor din sânge – aspect important pentru sănătatea oaselor.

Afecțiuni ale glandei tiroide

În mod normal, glanda tiroidă produce exact cantitatea de hormoni de care organismul are nevoie pentru a-și menține metabolismul în echilibru. Hormonul secretat de hipofiză (TSH) se menține la un nivel constant în circulația sanguină, dar nivelurile sale pot crește sau descrește atunci când nivelurile de T4 din sânge se modifică. Acest feedback hipotalamus-hipofiză-tiroidă menține stabile nivelurile de T4 din sânge și reacționează imediat la micile schimbări.

Cu toate acestea, există unele afecțiuni asociate cu glanda tiroidă, în principal legate de secreția hormonilor tiroidieni. Fie tiroida produce o cantitatea prea mare de hormoni (hipertiroidism), fie nu produce suficienți hormoni (hipotiroidism).

Simptomele tipice ale hipertiroidismului sunt pierderea în greutate, accelerarea ritmului cardiac, stare de nervozitate, tremurături și oboseală musculară, perturbări ale ciclului menstrual (în sensul reducerii frecvenței acestuia), probleme cu somnul, iritarea ochilor și sensibilitate la căldură.

Simptomele hipotiroidismului sunt opuse celor ale hipertiroidismului și includ creșterea în greutate, reducerea ritmului cardiac, oboseală, perturbări ale ciclului menstrual (în sensul creșterii frecvenței și intensității acestuia), pierderea concentrării, uscarea pielii și a părului, răgușeală și intoleranța la frig. În plus, hipotiroidismul este adesea însoțit de mărirea glandei tiroide, cunoscută sub denumirea de gușă.

La nivel mondial, aproximativ 200 de milioane de oameni se confruntă cu o formă de afectare a glandei tiroide. Oamenii de toate vârstele și rasele se pot îmbolnăvi de tiroidă, însă femeile prezintă o probabilitate de 5-8 ori mai mare decât bărbații.

Cauze ale afecțiunilor tiroidiene

Există diferiți factori care cauzează hiper- și hipotiroidismul.

Următorii factori duc la hipotiroidism:

Tiroidita este o inflamare a glandei tiroide și poate determina reducerea secreției de hormoni tiroidieni;
O formă specială de tiroidită este tiroidita Hashimoto. Aceasta este o afecțiune genetică provocată de o boală a sistemului imunitar și poate fi transmisă de la o generația la alta. În plus, tiroidita poate apărea la femei după ce acestea au născut, caz în care este numită tiroidită postpartum; de obicei, aceasta este doar o afecțiune temporară și are o incidență de 5-9%;
Dieta afectează și ea funcționarea tiroidei. Deficiența de iod poate duce la hipotiroidism. Aceasta este o problemă mondială ce afectează în jur de 100 de milioane de oameni.

Următorii factori duc la hipertiroidism:

Boala Graves este o afecțiune în care întreaga tiroidă este superreactivă și produce prea mulți hormoni. Glanda poate fi mărită. Afecțiunea se numește și gușă difuză toxică;
Tiroidita poate declanșa și ea eliberarea hormonilor stocați în glanda tiroidă. Această eliberare necontrolată de hormoni tiroidieni produce hipertiroidism pentru câteva săptămâni sau luni. Ea poate apărea la femei după naștere;
Aportul de iod în exces poate avea efecte negative asupra glandei tiroide. Iodul în exces poate fi întâlnit în unele medicamente, cum sunt Amiodarone, soluția Lugol și unele siropuri de tuse.

Problemele menționate mai sus afectează producția de hormoni tiroidieni. Cu toate acestea, bolile tiroidei pot fi foarte distincte. În glanda tiroidă pot apărea umflături sau noduli. Unii dintre acești noduli pot fi inofensivi, dar alții pot fi chiar cancerigeni. În unele cazuri, cum este cancerul, tiroida poate fi îndepărtată pe cale chirurgicală. Omul poate supraviețui fără glanda tiroidă, însă trebui să compenseze lipsa hormonilor tiroidieni prin medicamente administrate zilnic.

Cum să ne menținem sănătatea tiroidei

Iodul este esențial pentru menținerea unei glandei tiroide sănătoase, fiind vital pentru producerea hormonilor tiroidieni. Organismul nostru nu are nevoie de mult iod – se spune că o linguriță de iod este suficientă pentru toată viața.

Cu toate acestea, este important un aport zilnic și constant al acestui micronutriment. Prea mult iod face ca tiroida să producă mai puțini hormoni. Cea mai bună metodă de a obține doza zilnică de iod este consumul de alimente sănătoase, cum sunt fructele de mare și produsele lactate. În plus, sarea iodată este o sursă bună de iod și poate fi utilizată pentru condimentarea hranei. În ziua de astăzi, iodul este adăugat în sare pentru a combate gușa (cauzată de hipotiroidism).

Sursa: YourHormones.info

The post Glanda tiroidă produce hormoni importanți pentru metabolism appeared first on Info Natura.

Adrenalina, hormonul care ne pregătește organismul pentru stres

Florin Mitrea — Mon, 19 Dec 2022 06:02:00 +0000

Adrenalina sau epinefrina este un hormon eliberat de glandele suprarenale, iar acțiunea sa principală, împreună cu noradrenalina, este de a pregăti organismul pentru stres.

Adrenalina și noradrenalina sunt doi mesageri chimice separați, dar înrudiți. Ei sunt produși de zona medulară a glandelor suprarenale, iar noradrenalina este produsă și de unele celule nervoase (neuroni). Cele două substanțe sunt eliberate în fluxul sanguin și servesc ca mediatori chimici (hormoni) și, de asemenea, transmit impulsurile nervoase către diferite organe (neurotransmitători).

Rolul adrenalinei

Adrenalina îndeplinește numeroase roluri, în funcție de tipul celulelor asupra cărora acționează. Cu toate acestea, efectul general al adrenalinei este de a pregăti organismul pentru perioada de stres.

Acțiunile principale ale adrenalinei includ creșterea ritmului cardiac, creșterea tensiunii arteriale, intensificarea respirației, dilatarea pupilelor, reducerea sensibilității la durere, îmbunătățirea vederii, auzului și a altor simțuri, încetinirea digestiei, redistribuirea sângelui către mușchi și modificarea metabolismului, astfel încât să fie maximizat aportul de oxigen și nutrimente în corp și nivelul glucozei din sânge (în principal pentru creier).

Noradrenalina, un hormon înrudit, este eliberată în principal de terminațiile nervoase ale sistemului nervos vegetativ, dar și de zona medulară a glandelor suprarenale (în cantități mici). Există un nivel scăzut continuu de activitate a sistemului nervos simpatic, care are ca rezultat eliberarea noradrenalinei în circulație, dar secreția de adrenalină este crescută în perioadele de stres acut și cronic.

Controlul secreției de adrenalină

Adrenalina este eliberată în principal prin activarea nervilor de la nivelul glandelor suprarenale. Acest proces are loc relativ rapid, în câteva minute de la instalarea stării de stres. După ce starea de stres se termină, impulsurile nervoase de la nivelul glandelor suprarenale se reduc în intensitate, iar secreția de adrenalină încetează.

Stresul stimulează, de asemenea, secreția hormonului adrenocorticotrop (ACTH) la nivelul hipofizei, care promovează producția de cortizol la nivelul cortexului suprarenal. Acest hormon steroid este important în modificarea metabolismului corpului în condițiile stresului pe termen lung (cronic).

Deficiențe ale secreției de adrenalină

Supraproducția de adrenalină este întâlnită frecvent. Exercițiile fizice cresc nivelurile de adrenalină temporar. Mulți oameni sunt expuși unor situații de stres, deci mulți suntem familiarizați cu simptomele tipice ale eliberării adrenalinei: creșterea ritmului cardiac și a tensiunii arteriale, stare de anxietate, transpirație excesivă și palpitații. Totuși, acesta este răspunsul normal al organismului față de starea de stres. Odată cu dispariția stării de stres acut, simptomele dispar și ele rapid, deoarece secreția în exces a adrenalinei încetează. Cu toate acestea, în situațiile în care starea de stres persistă, cortizolul, adrenalina și noradrenalina continuă să fie produse, fapt care poate avea ca rezultat creșterea tensiunii arteriale, dureri de cap și creșterea în greutate.

Unele persoane obeze și cu apnee obstructivă în somn netratată (o afecțiune în care respirația se oprește pentru perioade scurte în timpul somnului) pot fi expuse la niveluri ridicate de noradrenalină și adrenalină în fiecare noapte, în timp ce se chinuie să respire; acest lucru ar putea juca un rol în apariția tensiunii arteriale ridicate la astfel de persoane.

Foarte rar, supraproducția de adrenalină/noradrenalină poate fi cauzată de o tumoare suprarenală denumită feocromocitom sau de un paragangliom (dacă tumoarea este localizată în afara glandelor suprarenale, dar de-a lungul nervilor sistemului nervos simpatic din cutia toracică și abdomen). Simptomele acestor tumori pot fi cele tipice excesului de adrenalină, cu un caracter intermitent, însă, în unele cazuri, ele pot fi foarte ușoare și greu de sesizat. În alte cazuri, simptomele pot fi reprezentate de înroșirea feței, transpirație abundentă, dureri de cap, bătăi rapide ale inimii și anxietate. Tratamentul pentru feocromocitom este intervenția chirurgicală, iar înainte de aceasta sunt necesare medicamente pentru controlul tensiunii arteriale.

Producția de prea puțină adrenalină este ceva neobișnuit, chiar dacă am pierde ambele glande suprarenale în urma unei boli sau intervenții chirurgicale, deoarece 90% din noradrenalina din corp este secretată de sistemul nervos (iar noradrenalina îndeplinește funcții similare cu cele ale adrenalinei). Prin urmare, „deficiența de adrenalină” nu apare ca o tulburare medicală, cu excepția unei deficiențe genetice extrem de rare a enzimelor implicate în sinteza catecolaminelor (adrenalina și noradrenalina fac parte din grupul catecolaminelor).

Utilizarea medicală a adrenalinei

Adrenalina este utilizată în tratamentul reacțiilor alergice care pun viața în pericol (anafilaxie), atunci când tensiunea arterială este foarte scăzută, pentru a opri sângerarea și atunci când inima încetează brusc să mai bată.

Sursa: YourHormones.info

The post Adrenalina, hormonul care ne pregătește organismul pentru stres appeared first on Info Natura.

Bacteriile intestinale pot stimula efectele cocainei

Florin Mitrea — Sun, 18 Dec 2022 06:20:00 +0000

Bacteriile intestinale obișnuite pot spori efectele cocainei la șoareci, potrivit unui raport publicat recent în revista Cell Host & Microbe.

Studiul arată modul în care utilizarea cocainei promovează dezvoltarea bacteriilor intestinale, care, la rândul lor, consumă glicina, un compus chimic ce contribuie la buna funcționare a creierului. Pe măsură ce nivelurile de glicină se reduc, șoarecii manifestă un răspuns pronunțat la cocaină, inclusiv anomalii comportamentale, cum ar fi creșterea substanțială a locomoției induse de droguri și comportamentul de căutare.

În plus, administrarea de glicină pe cale sistemică sau folosirea unor bacterii modificate genetic pentru a nu consuma glicina face ca răspunsul șoarecilor la cocaină să revină la nivelurile normale. Aceasta demonstrează că acest aminoacid simplu poate acționa ca un mediator de comportament asemănător dependenței.

Cercetătorii au descoperit că, atunci când cocaina pătrunde în intestinele șoarecilor, ea declanșează activarea proteinei QSeC, care susține dezvoltarea gamma-proteobacteriilor, așa cum este E. coli. Alimentate de glicină, aceste bacterii intră în competiție cu bacteriile obișnuite care deja există în tubul digestiv, acaparându-le locul și resursele.

„Bacteriile intestinale consumă toată glicina, iar nivelurile acesteia scad la nivel sistemic și în creier”, spune Vanessa Sperandio, microbiolog la Universitatea din Wisconsin, S.U.A. „Se pare că modificările de la nivelul glicinei au un impact asupra sinapselor glutamatergice, care fac animalele mai predispuse să dezvolte dependență.”

De obicei, atunci când studiază comportamentul, oamenii de știință nu se gândesc la microbiomul intestinal, iar studiile de microbiom nu analizează comportamentul. Însă noul studiu arată că bacteriile noastre intestinale (microbiomul) pot modula comportamentele psihiatrice sau legate de creier.

Sursa: SciTechDaily

The post Bacteriile intestinale pot stimula efectele cocainei appeared first on Info Natura.

Utilizarea carbonului de către plante în condițiile încălzirii climatului

Florin Mitrea — Tue, 06 Dec 2022 06:09:00 +0000

În condițiile unui mediu mai cald, plantele pot fixa mai mult dioxid de carbon, utilizând mai eficient carbonul pentru creștere.

Plantele absorb dioxidul de carbon din atmosferă în timpul fotosintezei. O parte din acest carbon este folosit pentru creștere, iar o altă parte este utilizată la respirație, proces prin care plantele degradează zaharurile pentru a obține energie.

Echilibrul dintre eliberarea dioxidului de carbon (CO₂) prin respirație și fixare acestuia prin fotosinteză influențează creșterea plantei. La nivel planetar, acest echilibru afectează echilibrul global al carbonului – cât carbon este stocat în organismele vii comparativ cu carbonul liber din atmosferă. Cu cât fotosinteza este mai intensă raportat la respirație, cu atât este mai mare rata de absorbție a carbonului din atmosferă de către ecosisteme.

Pe măsură ce concentrația de CO₂ din atmosferă crește ca efect al activităților umane, ceea ce duce la încălzirea planetei, echilibrul dintre fotosinteză și respirația se poate modifica la plantele individuale. Într-un nou studiu publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, cercetătorii au descoperit că, în condițiile unei clime mai calde, plantele își modifică modul de utilizare a carbonului, în sensul folosirii acestuia mai mult pentru creștere.

Folosind mai mult carbon pentru creștere, plantele fixează mai mult CO₂ din atmosferă și îl depozitează în frunze și tulpină.

Alocarea carbonului

Anterior, oamenii de știință măsuraseră raportul simplu dintre rata fotosintezei și rata respirației la o anumită temperatură, pentru a estima răspunsul din partea plantei. Însă echipa a descoperit un al treilea factor fundamental care influențează acest raport, și anume eficiența de alocare a carbonului.

Noul studiu, condus de cercetători de la Imperial College London și Universitatea din Exeter, permite o mai bună acuratețe pentru a estima răspunsul plantelor față de schimbările climatice.

Acest factor determină ce se întâmplă cu carbonul după ce este preluat din atmosferă – dacă este utilizat pentru creștere sau pentru respirație. Echipa a descoperit că, pe măsură ce temperaturile cresc, plantele pot aloca mai mult carbon pentru creștere, îmbunătățind câștigul net de carbon.

Estimarea răspunsurilor ecosistemelor

Pentru a estima răspunsurile din partea plantelor, cercetătorii au folosit o combinație de modelare matematică și date din experimentele de laborator efectuate pe alge. Ei au studiat diverse specii de plante, atât terestre, cât și acvatice, și au concluzionat că creșterea eficienței alocării carbonului indusă de încălzirea globală este un fenomen general.

„Plantele s-ar putea să fie mai capabile să compenseze efectele negative ale încălzirii globale asupra fixării carbonului decât s-a crezut inițial, atât în ecosistemele terestre, cât și în cele acvatice. Studiul nostru furnizează noi căi de estimare a impactului schimbărilor climatice asupra fixării carbonului de către plantele individuale și, în final, de către ecosistemele ca întreg”, a declarat dr. Samraat Pawar, coautor al studiului.

Sursa: Phys.org

The post Utilizarea carbonului de către plante în condițiile încălzirii climatului appeared first on Info Natura.

Aldosteronul, un hormon secretat de glandele suprarenale

Florin Mitrea — Sat, 26 Nov 2022 10:10:00 +0000

Aldosteronul este un hormon steroid produs de regiunea corticală a glandelor suprarenale (cortexul suprarenal), localizate în partea superioară a rinichilor. Acest hormon joacă un rol central în controlul tensiunii arteriale, prin acționarea asupra rinichilor și colonului pentru a crește cantitatea de sare (sodiu) reabsorbită în fluxul sanguin și cantitatea de potasiu excretată prin urină.

Aldosteronul stimulează, de asemenea, reabsorbția apei împreună cu sodiul; acest lucru crește volumul sanguin și, implicit, presiunea sanguină (tensiunea arterială).

Aldosteronul face parte dintr-un grup de hormoni care formează sistemul renină – angiotensită – aldosteron. Activarea acestui sistem are loc atunci când există o scădere a fluxului sanguin la nivelul rinichilor ca urmare a pierderii volumului sanguin sau a scăderii presiunii sanguine (ca de exemplu, după o hemoragie).

Renina este o enzimă care duce la o serie de reacții chimice ce au ca rezultat producerea angiotensinei II, care, la rândul său, stimulează secreția de aldosteron.

Aldosteronul determină o creștere a reabsorbției de sare și apă în fluxul sanguin de la nivelul rinichilor, ducând la creșterea volumului sanguin, la refacerea nivelului de sare și la creșterea presiunii sanguine.

Cea mai frecventă cauză a nivelurilor crescute de aldosteron este secreția sa în exces, datorită unei tumori adrenale benigne (hiperaldosteronism primar). Simptomele acestei afecțiuni includ creșterea tensiunii arteriale, scăderea nivelurilor de potasiu din sânge și creșterea anormală a volumului sanguin.

Nivelurile scăzute de aldosteron se întâlnesc în afecțiunea rară denumită boala lui Addison. Această afecțiune se caracterizează prin pierderea generală a funcțiilor adrenale, ceea ce duce la scăderea tensiunii arteriale, letargie și creșterea nivelurilor de potasiu din sânge.

Sursa: YourHormones.info

The post Aldosteronul, un hormon secretat de glandele suprarenale appeared first on Info Natura.

Utilizarea sunetului pentru a șterge unele amintiri

Florin Mitrea — Thu, 24 Nov 2022 06:00:00 +0000

Potrivit unui studiu recent, redarea unor sunete unor persoane care dorm le-ar putea ajuta să uite anumite amintiri. Cercetătorii de la Universitatea din York, Marea Britanie, au făcut această descoperire preliminară, ce ar putea fi rafinată în metode care să ajute la reducerea amintirilor intruzive și traumatice.

Cercetările anterioare au arătat că redarea unor „indicii sonore” în timpul somnului ar putea fi utilizată pentru întărirea anumitor amintiri. Acest ultim studiu oferă dovezi solide că abordarea poate fi folosită și pentru a ajuta oamenii să uite.

„Deși este încă în fază experimentală, studiul arată posibilitatea de a crește sau scădea capacitatea de a ne reaminti anumite lucruri prin redarea de semnale sonore în timpul somnului”, spune dr. Bardur Joensen, fost doctorand la Departamentul de Psihologie al Universității din York. „Persoanele care au suferit traume pot avea o gamă largă de simptome supărătoare din cauza amintirilor despre acele evenimente. Chiar dacă mai este de urmat un drum lung, descoperirea noastră poate deschide calea pentru noi tehnici de atenuare a acestor amintiri.”

Potrivit cercetărilor anterioare, memorarea unei perechi de cuvinte și ascultarea unui sunet asociat cu perechea respectivă, în timp ce participanții dormeau, i-a ajutat să-și amintească fraza când s-au trezit în dimineața următoare. De această dată, cercetătorii au descoperit o intensificare a memoriei pentru o pereche de cuvinte și o reducere pentru altă pereche de cuvinte, atunci când cele două perechi s-au suprapus. Acest lucru sugerează că redarea sunetelor asociate în timpul somnului poate produce o uitare selectivă.

Potrivit autorilor, somnul a jucat un rol esențial în privința efectelor observate în cadrul studiului.

„Legătura din somn și memorie este fascinantă. Știm că somnul este esențial pentru procesarea amintirilor și că memoria noastră este mai bună după o perioadă de somn. Mecanismele care intră în funcțiune încă rămân neclare, dar se pare că, în timpul somnului, conexiunile importante sunt întărite, iar cele neimportante sunt înlăturate”, spune dr. Aidan Horner, de la Departamentul de Psihologie al Universității din York.

Sursa: SciTechDaily

The post Utilizarea sunetului pentru a șterge unele amintiri appeared first on Info Natura.