Hormoni

**Hormon** (od Grčkog *όρμή* - pokrenuti, probuditi) je hemijski glasnik između ćelija (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. Svi višećelijski 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 u endokrinim žlezdama kičmenjaka, ali hormoni se proizvode u skoro svakom organskom sistemu i tkivu 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 u krvotok, oni se kreću cirkulacijom ili difuzijom do ciljnih ćelija, koje mogu biti obližnje ćelije (parakrine aktivnost) u okviru istog tkiva ili ćelije udaljenih organa u telu.

## Hijerarhijska priroda hormonske kontrole
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 nivoa endokrinih ćelija je stimulisana hemijskim signalima koji potiču iz viših ćelija u hijerarhijskom sistemu. Kao što se vidi na donjem dijagramu glavni koordinator hormonske aktivnosti kod sisara je hipotalamus koji reaguje na input primljen iz centralnog nervnog sistema.

## Hormonska signalizacija
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 posebnih endokrinih žlezda (na primer tiroidne žlezde, ovarijumu ili testisu). Hormoni mogu da napuste biosintezu ili slanje ćelija putem procesa egzocitoze ili drugog procesa membranskog 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.

## Fiziologija hormona
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 strane endokrine 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* - ili *oslobađajućim* – hormonima)
* Koncentracijom plazme jona ili hranljivih sastojaka, kao i obaveznim globulinima
* Neuronima i mentalnom aktivnošću
* Promenama sredine, na primer svetlosti ili temperature.

Posebna grupa hormona su tropni hormoni koji stimulišu produkciju hormona drugih endokrinih 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 i PZZ 3-36 i hormona sitosti – na primer leptin, obestatin, nesfatin-1.

U cilju brzog oslobađanja aktivnih hormona u krvotok, 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.

## Regulacija

Brzina hormonske biosinteze i izlučivanja je obično regulisana putem kontrolnog mehanizma homeostatičke negativne povratne sprege. Takav mehanizam zavisi od faktora koji utiču na metabolizam i ekstreciju 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*- ili *otpuštanjem* -hormona)
* Koncentracijom jona ili nutrijenata u plazmi, kao i vezivanjem za globuline
* Neuronima i mentalnom aktivnošću
* Promenama životne sredine, e.g., svetlosti i temperature

Jedna specijalna grupa hormona su tropkalni hormoni koji stimulišu hormonsku produkciju drugih endokrinih žlezdi. Na primer, hormon stimulacije tiroida (TSH) uzrokuje rast i povećanu aktivnost druge endokrine žlezde, tiroida, koja povećava output tiroidnih hormona.

Da bi se brzo oslobodili aktivni hormoni u cirkulaciju, ćelije hormonske biosinteze mogu da proizvedu i uskladište biološki neaktivne hormone u obliku pre- ili prohormona. Oni se mogu brzo konvertovati u aktivne hormone u odgovoru na specifični stimulus.

Eikozanoidi se smatraju hormonima sa lokalnim dejstvom.

## Interakcija sa receptorima

Većina hormona inicira ćelijske response inicijalnim vezivanjem bilo za membranske proteine ili intraćelijske receptore. Ćelija može da ima nekoliko različitih tipova receptora koji prepoznaju isti hormon, a aktiviraju različite puteve prenosa signala, ili može da ima nekoliko različitih receptora koji prepoznaju različite hormone, a aktiviraju isti biohemijski put.

Receptori većine peptidnih, kao i mnogih eikosanoidnih hormona, su smešteni u ćelijskoj membrani na površini ćelije i većina tih receptora pripada klasi G protein spregnutih receptora (GPCR), proteina sa sedam transmembranskih alfa heliksa. Interakcija hormona i receptora tipično inicira kaskadu sekundarnih efekata u ćelijskoj citoplazimi, što obično obuhvata fosforilaciju ili defosforilaciju raznih drugih citoplazmatičnih proteina, promene propustljivosti jonskih kanala, ili povećane koncentracije intracelularnih molekula koji mogu da deluju kao sekundarni glasnici (e.g., ciklični AMP). Neki od proteinskih hormona takođe formiraju interakcije sa intracelularnim receptorima lociranim u citoplazmi ili jedru putem intrakrinog mehanizma.

U slučaju steroidnih ili tiroidnih hormona, receptori su locirani unutar ćelije u citoplazmi ciljne ćelije. Ti receptori pripadaju familiji nuklearnih receptora
 koji su ligandom aktivirani transkripcioni faktori.
 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. Kombinovani kompleks hormona i receptora se zatim premešta kroz membranu u ćelijsko jedro, gde se vezuje za specifične DNK sekvence. Time se reguliše izražavanje pojedinih gena, i stoga povećavaju nivoi proteina kodiranih tim genima. Pokazano je da svi steroidni receptori nisu locirani unutar ćelije. Neki su vezani za ćelijsku membranu.

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.

## Hormonski efekti
Efekti hormona su različiti, ali mogu uključiti:
* stimulaciju ili inhibiciju rasta, 
* početak ili sprečavanje apoptoza(programiranog odumiranja ćelije)
* aktiviranja ili inhibicije imunog sistema
* regulisanja metabolizma
* pripreme za novu aktivnost (na primer, borbenosti, bežanja, parenja) 
* pripreme za novu životnu fazu (na primer pubertet, briga za potomstvo, menopauza)
* kontrolisanje reproduktivnog ciklusa.

U dosta slučajeva, jedan hormon može regulisati proizvodnju i oslobađanje drugih hormona.

Veliki broj reakcija na hormonske signale može se opisati u smislu da služe u regulisanju metaboličkih aktivnosti organa ili tkiva.

## Hemijske klase hormona
Hormoni kičmenjaka se mogu podeliti u tri hemijske klase:
* Amino-izvedeni hormoni su derivati aminokiselina tirozina i triptofana. Primeri su kateholamin i tiroksin.
* Peptidni hormoni se sastoje od lanaca aminokiselina. Primeri malih peptidnih hormona su TRH i vazopresin. Peptidi koji se sastoje od zbira ili stotina aminokiselina su poznati kao proteini. Primeri proteinskih hormona uključuju insulin i hormon rasta. Složeniji proteinski hormoni nose / stvaraju karbohidrantnu stranu lanca i nazivaju se glikoproteinskim hormonima. Glikoproteinski hormoni su luteinski hormoni, folikulo-stimulišući hormoni i tiroidno-stimulišući hormoni.
* Lipidi i fosfolipidno izvedeni hormoni su derivati lipida kao što su linoleinska kiselina i arahidonična kiselina i fosfolipidi. Glavna klasa su steroidni hormoni koji su proizvod holesterola i eikosanoid. Primeri hormona steroida su testosteron i kortizol. Hormoni sterola kao što je kalkitriol su homologan sistem. Nadbubrežna opna i polni organ su primarni izvori steroidnih hormona. Primer eikosanoid je dosta proučavan prostaglandin.

## Farmakologija
Dosta hormona i njihovih analogija se koristi kao lek. Najčešće prepisivani hormoni su estrogen i progesteron (kao metod hormonske kontracepcije i kao HRT), tiroksin (kao levotiroksin, za hipotiroidu) i steroidi (za autonomne bolesti i nekoliko disajnih poremećaja). Dosta dijabetičara koristi insulin. Farmakološki ekvivalenti adrenalina 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 je glikokortikoid u cilju smanjenja zapaljenskih procesa.

## Važni ljudski hormoni

## Značaj hormona kao bioregulatora
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.

## Povezano
* Endokrinologija
* Endokrini sistem
* Faktor rasta

## Reference

## Literatura

* 
* Buchner, Elisabeth: *Wenn Körper und Gefühle Achterbahn spielen*, 
* Kleine, Bernhard: *Hormone und Hormonsystem*. Springer Verlag 2007, 
* Larsen, P. Reed: *Williams Textbook of Endocrinology*. Saunders, Philadelphia, PA; 10. Auflage 2003
* Meyer, Ulrich: *Die Geschichte der Östrogene*. Pharmazie in unserer Zeit 33(5), S. 352–356 (2004), ISSN 0048-3664
* Munk, Katharina: *Grundstudium Biologie – Zoologie*. Spektrum Akademischer Verlag (2002), 
* Penzlin, Heinz: *Lehrbuch der Tierphysiologie*. Spektrum Akademischer Verlag (2009), 7. Auflage, 

## Vanjske veze

* Hormone Imbalance
* Hormones and Nutrition 
* The Hormone Foundation 
*  Article on hormones and their receptors
*  HMRbase: A database of hormones and their receptors
*