Hormony — substancje chemiczne służące do przenoszenia informacji w obrębie wielokomórkowego organizmu. Hormony są niezbędne do prawidłowego przebiegu procesów życiowych, pełnią funkcję przekaźników informacji pomiędzy układem hormonalnym i nerwowym a resztą organizmu.

Hormony mogą być produkowane przez każdą komórkę czy tkankę organizmu; szczególnie wyspecjalizowane komórki odpowiedzialne za produkcję hormonów tworzą narządy zwane gruczołami wydzielania wewnętrznego lub gruczołami dokrewnymi. Hormony wytwarzane poza gruczołami dokrewnymi noszą nazwę hormonów tkankowych na przykład prostaglandyny, angiotensyna; hormony produkowane w układzie nerwowym zwane są neurohormonami (np. serotonina, dopamina). Hormony produkowane i wydzielane przez gruczoły dokrewne przenoszone są drogą krwi i wywierają działanie ogólnoustrojowe na odległe tkanki i narządy, mówimy wówczas o działaniu endokrynnym. Hormony tkankowe działają na pobliskie komórki, wpływając na ich aktywację lub unieczynnienie, zmieniając ich metabolizm. Takich rodzaj oddziaływania nazywany jest działaniem parakrynnym. Hormony tkankowe mogą również stanowić element autoregulacji komórkowej, działając na komórki je wytwarzające, mówimy wówczas o działaniu autokrynnym.

Podział hormonów

Uwzględniając różnorodną budowę chemiczną hormony można podzielić na:

• hormony o budowie białkowej: polipeptydy — hormony przedniego płata przysadki, gonadotropina kosmówkowa, insulina, glukagon, kalcytonina, parathormon, hormony tkankowe; oligopeptydy: neurohormony podwzgórza, wazopresyna (hormon antydiuretyczny ADH), oksytocyna, angiotensyna, bradykinina;
• hormony o budowie steroidowej: 11-hydroksysterydy — hormony kory nadnerczy (kortyzol, kortyzon, aldosteron); 11-dezoksysterydy: dezoksykortykosteron, progesteron, testosteron; sterydy aromatyczne: estradio;
• hormony będące pochodnymi aminokwasów: aminy katecholowe (adrenalina, noradrenalina, dopamina), hormony gruczołu tarczowego (tyroksyna, trójodotyronina).

Biorąc pod uwagę miejsce powstawania hormonów wyróżniamy:

• hormony podwzgórzowe: wazopresyna, oksytocyna, czynnik uwalniający hormon kortykotropowy (kortykoliberyna, CRF), czynnik uwalniający hormon wzrostu (GH-RH); czynnik hamujący uwalnianie hormonu wzrostu (somatostatyna), hormon uwalniający tyreotropinę (tyreoliberyna, TRH), hormon uwalniający gonadotropiny (gonadoliberyna, GnRH, hormon uwalniajacy hormon luteinizujący, luliberyna, LH-RH), hormon hamujący uwalnianie prolaktyny (dopamina);
• hormony przysadki: hormon wzrostu (somatotropina, STH, GH), gonadotropiny: hormon pobudzający wzrost pęcherzyka Graafa (folitropina, FSH) oraz hormon luteinizujący (LH); prolaktyna (PRL), hormon tyreotropowy (tyreotropina, TSH), hormon adrenokortykotropowy (kortykotropina, ACTH), hormon melanotropowy (lipotropina, LPH);
• hormony tarczycy: tetrajodotyronina (tyroksyna( T₄), trijodotyronina (T₃), kalcytonina — komórki przypęcherzykowe (komórki C);
• hormony przytarczyc:  parathormon (PTH);
• hormony kory nadnerczy: glikortykosteroidy — kortyzol, kortyzon, mi neralokortykosteroidy — aldosteron, kortykosteron; 11-deoksykortykosteron, androgenynadnerczowe — dehydroepiandrosteron (DHEA), androstendion, testosteron; estrogeny nad nerczowe — estrad iol, progesteron;
• hormony rdzenia nadnerczy: adrenalina, noradrenalina, dopamina;
• hormony wydzielane przez trzustkę: insulina, glukagon;
• hormony wydzielane przez jajniki: estrogeny — estradiol, estron, estriol, progesteron;
• hormony wydzielane przez jądra: testosteron;
• hormony szyszynki: melatonina;
• hormony przewodu pokarmowego: gastryna, cholecystokinina (CCK), sekretyna, wazoaktywny peptyd jelitowy (VIP), żołądkowy peptyd hamujący (CIP), motylina, bombezyna, somatostatyna;
• inne hormony tkankowe: uwalniane przez nerki — renina, erytropoetyna; produkowane przez wątrobę — angiotensynogen, kininogeny; wytwarzane w tkankach aminy biogenne — histamina, serotonina; pochodne wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (głównie kwasu arachidonowego) — prostaglandyny (PC), prostacykliny, tromboksan, leukotrieny.

Ciekawostki

 W styczniu 1902r. dwaj fizjolodzy angielscy William M. Bayliss i Ernest H. Sterling przeprowadzili pierwsze doświadczenie, w którym udowodnili, że wydzielanie enzymów trzustkowych jest sterowane przez substancję, którą nazwali sekretyną. Tym samym odkryli oni zasadę sterowania biologicznego, odmiennego od sterowania przez układ nerwowy, a polegającą na chemicznej kontroli funkcji życiowych. Do czasu tego odkrycia sądzono, że wydzielanie gruczołów jest pobudzane przez specjalne nerwy, co udowodnił w 1851 r. Carl Ludwig dla ślinianki podżuchwowej. Pierwsze sygnały o chemicznym sterowaniu czynnością gruczołów zewnątrzwydzielniczych dostarczył rosyjski fizjolog Iwan Pawłow, dopiero jednak Bayliss i Sterling zidentyfikowali te substancje, a Starling w roku 1905 po raz pierwszy użył terminu hormon (gr. hormao — napędzać). W ciągu XX stulecia znacznie rozwinęła się wiedza dotycząca hormonów i gruczołów zajmujących się ich produkcją, a dziedzina medycyny zajmująca się układem hormonalnym została nazwana endokrynologią (gr. endo — wewnątrz, krino — wydzielać). Badaniem wydzielania wewnętrznego, jeszcze przed Starlingiem i Baylissem, zajmował się Claud Bernard poświęcając się studiom nad wytwarzaniem glikogenu przez wątrobę oraz Thomas Addison, który precyzyjnie opisał objawy cisawicy (choroba Addisona, cisawica) i wskazał upośledzenie funkcji nadnerczy jako jej przyczynę. Nie można pominąć wkładu w rozwój badań nad hormonami opisów klinicznych: Felix Frankel, fryburski student medycyny opisał w swojej prace doktorskiej (1869) barwiak chromochłonny i jego wpływ na układ krążenia; badaniami nad funkcją tarczycy zajmowali się Jacques L. Reverdin i Theodor Kocher przeprowadzając obserwacje zwierząt poddanych totalnej strumektomii (usunięciu tarczycy); po raz pierwszy niewydolność tarczycy została wyleczona za pomocą podskórnych wstrzyknięć świeżego wyciągu z tarczycy przez brytyjskiego lekarza Georga R. Murraya w roku 1891; zaś Charles-Edouard Brown-Sęquard stosował wstrzyknięcia wyciągu z jąder. Jednakże prawdziwy przełom w tej dziedzinie medycyny mógł się dokonać dzięki badaniom Edwarda Schaefera, który w wielu pracach poświęcił się wyjaśnieniu wydzielania wewnętrznego. Wspólnie z Georgem Oliverem, w 1894 roku odkrył epinefrynę (adrenalinę), co zapoczątkowało liczne badania nad układem hormonalnym (w roku 1895 odkryli działanie presyjne wyciągów z przysadki mózgowej). Jego uczniami właśnie, byli Bayliss i Starling. Ważniejsze daty w kalendarium endokrynologii: 1906r. — H. Dale odkrywa z wyciągu z przysadki czynnik pobudzający czynność skurczową macicy; 1915r. — wyodrębnienie tyroksyny; 1952-1953 r.— identyfikacja trijodotyroniny i wykazanie jej większej, w porównaniu do tyroksyn aktywności biologicznej; 1953r. — ustalenie budowy chemicznej wazopresyny i oksotocyny przez du Vigneauda (laureat Nagrody Nobla za to odkrycie); 1958 r. — pierwsze zastosowanie hormonu wzrostu w lecznictwie przez Rabena; 1969 r. — ustalenie budowy i zsyntetyzowanie pieszego hormonu z grupy tzw. czynników uwalniających – czynnik uwaIniający ttianeotropinę (TRH) przez zespoły badawcze pod kierunkiem A.V. Schallyego i R. Guillemina.

Mechanizm działania hormonów

Wpływ hormonów na procesy komórkowe w tkankach docelowych może przejawiać się poprzez: regulację aktywności lub produkcji enzymów komórkowych; regulację transportu jonów i innych substancji (np. glukozy) przez błony komórkowe; pośrednio, poprzez wpływ na ilość substratów chemicznych we krwi dopływającej do określonych tkanek. Hormony działają na komórki, tkanki docelowe za pośrednictwem swoistych dla siebie receptorów. Receptory te mogą znajdować się w błonie komórkowej (tzw receptory błonowe), w cytoplazmie komórki (tzw. receptory cytozolowe) oraz w jądrze komórkowym (tzw. receptory jądrowe). Połączenie się hormonu z receptorem błonowym (tak działa wiele hormonów niesteroidowych np. insulina) wywołuje uruchomienie dodatkowych systemów przenoszących sygnał z receptora na struktury wewnątrzkomórkowe. Receptory błonowe składają się z trzech elementów: właściwego receptora wiążącego cząsteczkę hormonu, tzw. białka G oraz jednostki katalitycznej (enzymu). Hormony przyłączające się do receptorów błonowych regulują funkcję tkanek docelowych za pomocą tzw. wtórnych przekaźników, które są aktywowane przez jednostkę katalityczna receptora. Do u kładu wtórnych przekaźników aktywowanych po połączeniu hormonu ze swoistym receptorem zalicza się: cykliczny adenozyno-3′, 5′-monofosforan (cAMP), cykliczny guanozyno-3′, 5′-monofosforan (cGMP), fosfatydyloinozytol, kalmodulina. Efektem działania wtórnych przekaźników jest uruchomienie kaskady enzymów, w rezultacie czego dochodzi do wywarcia swoistych dla danego hormonu działań na tkanki docelowe.

Hormony o właściwościach lipofilnych swobodnie przenikają przez błonę komórkową komórek docelowych i łączą się bądź z receptorem cytozolowym, zlokalizowanym w cytoplazmie komórki (glikokortykosteroidy, mineralokortykosteroidy, witamina D) bądź z receptorem jądrowym (hormony płciowe, hormony tarczycy). Powstanie kompleksu hormon-receptor doprowadza do zmian w tym ostatnim, co określa się mianem transformacji receptora. Aktywny kompleks hormon-receptor wędruje do jądra komórkowego (receptory cytozolowe), lub bezpośrednio (receptory jądrowe) aktywuje odpowiednie geny, co pociąga za sobą biosyntezę mRNA a następnie biosyntezę białek w cytoplazmie komórek docelowych. Ten sposób oddziaływania powoduje, że efekty charakterystyczne dla danego hormonu pojawiają się z pewnym opóźnieniem, trwającym od 30 minut do wielu godzin, jest to czas niezbędny do syntezy nowych białek.

Czynniki wpływające na działanie hormonów

• Biosynteza hormonu i jego uwalnianie do krwi — hormon może być produkowany i wydzielany w ilości adekwatnej do aktualnego stanu organizmu, bądź w ilościach zbyt małych (mówimy wówczas o niedoczynności danego gruczołu endokrynnego) lub zbyt dużych (nadczynność).
• Wiązanie się hormonów z białkami osocza dotyczy to zwłaszcza hormonów tarczycy i hormonów steroidowych. Działanie biologiczne danego hormonu może być wywierane jedynie przez hormon wolny, niezwiązany z białkami osocza. Sytuacją kliniczną, w której może dochodzić do zaburzeń homeostazy organizmu są stany zmniejszonego stężenia białek krwi (głównie albumin), takie jak: nadmierna utrata białek droga przewodu pokarmowego, moczowego, zmniejszony dowóz białek (głodzenie).
• Metabolizm hormonów — w wyniku którego dochodzi do unieczynnienia hormonów (szybkiemu metabolizmowi ulegają hormony peptydowe np. insulina rozkładane przez peptydazy osocza jak również hormony tkankowe) lub ich aktywacji (testosteron jest przekształcany w tkankach do czynnego metabolitu dihydrotestosteronu lub w tkance tłuszczowej do estrogenu). Aktywność odpowiednich układów enzymatycznych warunkuje zarówno prawidłową eliminację jak i aktywację hormonów.
• Ilość i stan receptorów swoistych dla danego hormonu — liczba receptorów może zmniejszać się pod wpływem hormonu (zjawisko down regulation) prowadząc do osłabienia działania hormonu przy dłuższym jego stosowaniu; istnieją także regulacje prowadzące do wzrostu liczby miejsc receptorowych pod wpływem działania hormonu np. estrogeny mogą zwiększać liczbę receptorów estrogenowych (zjawisko up regulation). Zwiększenie liczby receptorów ma miejsce również w przypadku niedoborów hormonalnych lub stosowania leków blokujących dane receptory. Liczba receptorów może także być modulowana przez inne, nieswoiste hormony, np. hormony glikokortykosteroidowe zwiększają liczbę receptorów beta-adrenergicznych w oskrzelach a estrogeny zwiększają liczbę receptorów dla progesteronu.
• Działanie biologiczne hormonów — może ulec zmianie pod wpływem czynników wpływających na stan przekaźników wewnątrz i międzykomórkowych np. leki hamujące powstawanie prostaglandyn mogą zmniejszyć efekt działania estrogenów. Wydzielanie hormonów jest przedmiotem ścisłej kontroli organizmu i podlega licznym procesom regulującym. Homeostaza wewnątrzustrojowa jest utrzymywana dzięki istnieniu wzajemnych sprzężeń, w tym przypadku ujemnych sprzężeń zwrotnych. Ten sposób wzajemnego oddziaływania związany jest z dwukierunkowym przesyłaniem informacji. Wzmożone wydzielanie jednych hormonów (np. podwzgórzowych i przysadkowych) powoduje wzmożone wytwarzanie hormonów przez inne gruczoły dokrewne (np. tarczycę, korę nadnerczy, gonady), które to hormony z kolei hamują czynność podwzgórza i przysadki.

Układ gruczołów dokrewnych

Podwzgórze i hormony podwzgórzowe

Podwzgórze, część ośrodkowego układu nerwowego jest miejscem syntezy wazopresyny i oksytocyny, które następnie drogą połączeń nerwowych są transportowane do tylnego płata przysadki, gdzie są magazynowane i wydzielane w odpowiedzi na bodźce organizmu. Ponadto w podwzgórzu wytwarzane są hormony kontrolujące wydzielanie hormonów przedniego płata przysadki. Można, zatem stwierdzić, że podwzgórze stanowi najwyższe piętro w układzie gruczołów dokrewnych, które z jednej strony sprawuje kontrolę nad wydzielaniem innych hormonów, a z drugiej jest przez nie, na zasadzie sprzężenia zwrotnego kontrolowane.

Wazopresyna

Wazopresyna — (hormon antydiuretyczny—ADH); cyklopeptyd zbudowany z 9 reszt aminokwasowych. Wazopresyna syntetyzowana jest w strukturze zwanej jądrem nadzwrokowym podwzgórza, skąd wraz z nośnikiem białkowym jest transportowana do tylnej części przysadki (tylnego płata przysadki), gdzie jest magazynowana i uwalniana do naczyń krwionośnych. Czynnikami stymulującymi wydzielanie wazopresyny są: zwiększenie osmolalności (wzrost zawartości jonów sodowych) osocza; zmniejszenie efektywnej objętości osocza (krwotok, pionizacja, spadek rzutu serca, zmniejszenie stężenia albumin we krwi); tres (ból, silne emocje, wysiłek fizyczny). Działanie wazopresyny — działa za pośrednictwem receptorów błonowych V, i V₂: zwiększenie wchłaniania zwrotnego wody w kanalikach nerkowych (części dalszej), co powoduje zmniejszenie wydalania i zagęszczania moczu; skurcz mięśni gładkich naczyń krwionośnych (wzrost ciśnienia); działanie to obserwuje się głównie w skrajnych sytuacjach (krwotok) lub po podaniu egzogennego hormonu; stymulacja skurczów macicy (efekt kilkadziesiąt razy słabszy od podobnego działania oksytocyny); wpływ na uwalnianie hormonów przedniego płata przysadki — nasilenie działania kortykotropiny (ACTH); usprawnienie procesów zapamiętywania; zwiększenie stężenia globuliny antyhemofilowej (czynnika VIII).

Stany chorobowe związane z wazopresyną: niedobór wazopresyny:

• ośrodkowa moczówka prosta — jest chorobą, w której obserwuje się zmniejszenie zdolności nerek do zagęszczania moczu w warunkach ograniczenia podaży płynów w następstwie zmniejszonego wytwarzania wazopresyny w podwzgórzu. Przyczyną ośrodkowej moczówki prostej w _1/3 przypadków jest genetycznie uwarunkowane zaburzenie produkcji wazopresyny lub obecność przeciwciał przeciw komórkom wytwarzającym wazopresynę; w ²/₃ przypadków może być spowodowana przez guzy przysadki mózgowej lub jej okolicy, przerzuty nowotworowe, urazy, operacje neurochirurgiczne, rzadziej towarzyszy sarkoidozie czy gruźlicy;
• nerkową moczówkę prostą — obserwuje się w przypadku braku odpowiedzi nerek na wazopresyny (postać wrodzona, dziedziczona w sposób recesywny sprzężona z chromosomem X; postać nabyta związana z uszkodzeniem kanalików nerkowych). Niedobór wazopresyny prowadzi do niedostatecznego zagęszczania moczu w kanalikach nerkowych i w efekcie wydalania dużych ilości rozcieńczonego moczu (5-25I/dobę). W odpowiedzi na utratę dużej ilości płynów rozwija się przymus wypijania dużych ilości płynów. W leczeniu stosuje się: w przypadku moczówki objawowej leczenie choroby podstawowej oraz stosowanie analogów wazopresyny.

Zastosowanie wazopresyny: w lecznictwie stosuje się obecnie, w miejsce zanieczyszczonego oksytocyną i innymi substancjami wyciągu z tylnego płata przysadki, syntetyczne preparaty wazopresyny. Preparaty te charakteryzują się dłuższym czasem działania jak również bardziej wybiórczym działaniem np. 1-deamino-8-D-argininowazopresyna (DDAVP – desmopresyna) jest praktycznie pozbawiona działania kurczącego na mięśnie gładkie naczyń krwionośnych, jelit i macicy. Analogi wazopresyny znajdują zastosowanie w leczeniu: moczówki prostej, moczenia nocnego, hemofilii i choroby van Willebranda, zaburzeniach pamięci.

Oksytocyna

Oksytocyna – cyklopeptyd zbudowany z 9 reszt aminokwasowych, syntetyzowana jest w jądrze przykomorowym podwzgórza a następnie transportowana do tylnego płata przysadki. Działanie oksytocyny: działanie kurczące na mięśnie macicy; działanie kurczące na mięśnie gładkie przewodów mlecznych gruczołu mlecznego, co ułatwia wypływ mleka z gruczołów sutkowych, u mężczyzn zwiększa kurczliwość nasieniowodów; bardzo słaby wpływ na mięśnie gładkie naczyń krwionośnych; bardzo słabe działanie na kanaliki nerkowe (działanie antydiuretyczne); nasilenie uwalniania gonadotropin i tyreotropiny; działanie hamujące na procesy utrwalania śladów pamięciowych oraz na procesy przypominania. Zastosowanie: oksytocyna znajduje zastosowanie w położnictwie (niedowład macicy, wywołanie akcji porodowej) oraz w postaci preparatów donosowych w ułatwianiu opróżniania gruczołów sutkowych u kobiet karmiących.