Hormonii vertebratelor

Hormonii vertebratelor

A. Glanda pineala sau epifiza (epiphysis cerebri) este o mica excrescenta mediana a diencefalului, situata intre cele doua emisfere cerebrale. Ea lipseste la unii ciclostomi si selacieni, precum si la toti crocodilienii. Glanda pineala a petromizonidelor , pestilor, anurelor si lacertilienilor prezinta structuri retiniforme (ochi pineal). La aceste animale, de la fibrele nervoase care merg de la epifiza la creier, pot fi derivate potentiale de actiune, a caror frecventa, de regula scade in cursul excitarii luminoase, indiferent de lungimea de unda. Dupa indepartarea ochiului pineal la petromizonide, pesti ososi si amfibieni, animalele nu se mai pot deschide la culoare, ca de obicei, atunci cand sunt transportate in intuneric.

Din glanda pineala a fost izolat hormonul melatonina derivat indolic (ce ar putea lua nastere din triptofan), strans inrudita cu serotonina. Numele de melatonina se datoreaza actiunii puternice de albire a pielii de broasca (prin agregarea melaninei in melanofori).

Melatonina are o puternica actiune melanoforocontractanta (in concentratie de numai 10^-13 g/ml provoca deschiderea completa la culoare a pielii pestilor si amfibienilor).

Epifiza si hormonul de ea melatonina fac parte din sistemul regulator al activitatii gonadelor, ca un factor inhibitor al acestora. Pinealectomia la sobolani este urmata de o hipertrofie ovariana si o stimulare a estrului. Extractele hipofizare inhiba cresterea ovariana antrenata de catre lumina, ceea ce sugereaza ca efectele luminii asupra gonadelor ar putea avea drept cale intermediara epifiza. O atrofie a gonadelor a fost descrisa la hamsterii masculi expusi la lumina; in aceste conditii pinealectomia impiedica atrofia.

Formarea melatoninei este stimulata la intuneric si inhibata la lumina; astfel epifiza apare ca un fotometru ce moduleaza activitatea gonadica (cel putin la anumite specii).

La om, la varsta de 7-8 ani, epifiza sufera un proces de involutie, care corespunde cu momentul inceperii dezvoltarii si maturarii aparatului genital.

B. Timusul functia endocrina a timusului ramane obscura, fiind bine precizat doar faptul ca este deosebit de sensibil la actiunea unor hormoni, ca cei sexuali sau glucocorticoizi, ce induc involutia sa de varsta, ca si involutia accidentala.

Ca suport al secretiei timice este invocat reticulul sau epitelial, eventual corpusculii Hassal; secretia este hormonul de stimulare limfocitara (LSH), avand capacitatea de a instrui limfocitele in celule imunocompetente. Unii autori afirma ca, spre deosebire de la alte glande endocrine, hormonul timic ar actiona strict numai la nivelul glandei, in procesul de diferentiere limfocitara.

In favoarea activitatii hormonale a timusului sunt evidentierea unor extracte de glanda cu actiuni asupra metabolismului glucidic (factorul insulino-asemanator), metabolismul calcic, activitatii musculare etc. Interesante sunt proprietatile antitumorale exercitate de timosterina izolata de academicianul St. Milcu si I Potop.

C. Glanda tiroida Tiroida este comuna tuturor vertebratelor, fiind formata, in esenta, din numeroase vezicule epiteliale (foliculii tiroidieni), care sunt umplute cu o substanta semifluida, cunoscuta sub denumirea de coloid.

Principalul constituent al coloidului tiroidian este tiroglobulina, sintetizata in celulele foliculare si care este apoi iodata si depozitata in foliculi. Prin proteoliza enzimatica, tiroglobulina elibereaza in sange hormonii tiroidieni: tiroxina (o tetraiodtironina) si triiodtironina, care este de cinci ori mai activa decat tiroxina. Compusi ai iodului cu tirozina sunt raspanditi in intreg regnul animal, cu exceptia protozoarelor si echinodermelor, dar numai cordatele sintetizeaza tiroxina si triiodtironina.

Transportul hormonilor se face mai ales sub forma de T₄ si T₃ (forma T₃ fiind cantitativ mai redusa), in combinatie cu proteinele plasmatice: globulina (60%), prealbumina (30%) si albumina (10%). Numai 1 din T₄ este libera. Afinitatea globulinei pentru tiroxina este de circa trei ori mai mare decat pentru T₃, fapt ce ar putea fi raspunzator de efectul mai rapid al T₃ asupra tesuturilor. Pentru a putea actiona, hormonul trebuie sa fie eliberat de pe proteina purtatoare. Dupa exercitarea efectului, hormonii sunt inactivati prin diferite mecanisme: conjugare, oxidare, dezaminare, decarboxilare, scindarea legaturii eter, deiodurare etc. Timpul de injumatatire al T₄ este de circa 6 zile, iar al T₃ de 2,5 zile. Dupa administrarea unei doze de T₄ apar efecte dupa 2-3 zile, iar efectul maxim apare dupa 10 zile; timpii respectivi pentru T₃ sunt de 12-14 ore si, respectiv, 2-3 zile.

Nevoia de tiroxina a animalelor se modifica foarte mult in functie de conditiile fiziologice in care se gasesc la un moment dat. Vara, la batranete si in timpul hibernarii, activitatea glandei tiroide se micsoreaza.

Sinteze si ritmul descarcarii in sange a hormonilor tiroidieni se afla sub controlul hipofizei, prin intermediul hormonului tireostimulant (TSH).

Rolul hormonilor tiroidieni: la homeoterme, principalul efect al T₄ consta in intensificarea consumului de oxigen si a termogenezei in majoritatea tesuturilor (exceptie: creierul, retina, splina, plamanii, gonadele); la poikilotermele adulte acest efect nu se observa. Tiroxina poate intensifica metabolismul bazal cu 60-100%. La om, scaderea valorii metabolismului bazal dupa tiroidectomie se observa dupa 40-60 zile, iar la sobolan dupa 2-3 saptamani; latenta neobisnuit de mare se datoreaza disparitiei lente a hormonului.

Tiroxina este necesara pentru cresterea si dezvoltarea normala; la broasca, lipsa hormonilor tiroidieni impiedica transformarea mormolocului in adult (tratarea mormolocilor cu tiroxina accelereaza metamorfoza lor). La om, hiposecretia tiroidiana in perioada cresterii incetineste dezvoltarea creierului cretinism, a oaselor nanism si a organelor sexuale. Lipsa hormonilor tiroidieni in perioada de crestere determina reducerea numarului de neuroni, a gradului lor de mielinizare si duce la diminuarea procentului de apa din SNC.

In hipertiroidism apare o crestere a excitabilitatii, a emotivitatii, cu scaderea perioadei latente a reflexelor (datorita cresterii activitatii sinaptice); apar: tremur, teama, neliniste. Datorita cresterii excitabilitatii SV simpatic apar tahicardia, cresterea debitului cardiac etc.

Datorita cresterii concentratiei diferitelor enzime sub actiunea tiroxinei, enzime in a caror alcatuire intra si unele vitamine, in hipertiroidism necesarul de vitamine (tiamina, B₁₂, C) este intensificat. Tiroxina este necesara si pentru transformarea carotenului in vitamina A la nivelul ficatului.

Coop (1962) a descoperit un alt hormon tiroidian calcitonina sau tirocalcitonina care este un polipeptid format din 32 aminoacizi, cu greutatea moleculara de 8700. Calcitonina este secretata de celulele parafoliculare C care, la mamifere, sunt fuzionate cu tiroida, iar, la celelalte grupe de vertebrate sunt independente in regiunea gatului si mediastinului, formand asa-numitii corpusculi ultimobranhiali; la om, calcitonina este produsa si de tiroida, precum si de paratiroide si timus.

Calcitoninele izolate de la diferite grupe de animale sunt diferite. La mamifere, calcitonina (CT) inhiba resorbtia calciului din oase si trecerea acestuia in sange; de asemenea intensifica captarea Ca⁺⁺ de catre osteoblaste. Prin toate aceste actiuni diminueaza concentratia calciului si a fosfatilor in sange (produce hipocalcemie prin blocarea catabolismului tesutului osos).

In mod normal, concentratia calcitoninei in sange este mica, dar creste rapid la crestere nivelului calciului sanguin.

La pesti, rolul calcitoninei nu este cunoscut; se pare ca nu intervine in osteogeneza, deoarece este prezenta si la pestii cartilaginosi, iar la cei ososi oasele apar in ontogenie inaintea glandelor ultimobranhiale. Probabil ca rolul initial al calcitoninei era legat de indepartarea excesului de calciu de la nivelul membranelor in ape foarte sarate.

Secretia de calcitonina este stimulata si de glucagon, pancreozimina si gastrina (ceea ce ar putea explica cresterea CT in sange dupa ingestia alimentelor).

D. Paratiroidele (corpusculii epiteliali) aceste glande endocrine exista la toate clasele de vertebrate, cu exceptia pestilor. Au fost denumite paratiroide deoarece, la mamifere, ele sunt situate pe laturile sau pe fata dorsala a tiroidei. La amfibieni, cei mai multi autori le descriu sub numele de corpusculi epiteliali. La om si la unele mamifere erbivore (bovine, ovine, caprine) in afara de cele doua perechi de glande paratiroide, se gasesc si asa-numitele paratiroide accesorii, situate in regiunea tiroidiana.

Paratiroidele secreta parathormonul, polipeptid cu greutatea moleculara de 8600; el regleaza metabolismul calciului si fosforului, producand concomitent cresterea calcemiei si scaderea fosfatemiei. Actiunile lui constau in mobilizarea sarurilor fosfocalcice din oase, scaderea eliminarilor urinare de calciu si cresterea eliminarilor de fosfati (prin inhibitia absorbtiei lor tubulare).

Insuficienta paratiroidiana produce tetania, care se caracterizeaza prin scaderea calcemiei, cresterea fosfatemiei si hiperexcitabilitate neuromusculara (manifestata prin spasme ale musculaturii striate, insotite uneori de spasme ale musculaturii netede si mai ales ale musculaturii laringelui, care pot provoca moartea prin asfixie).

Scaderea continutului de calciu in sange (hipocalcemia) determina cresterea descarcarii de parathormon, iar hipercalcemia, scaderea descarcarii acestuia. In perioadele in care necesitatile de calciu ale organismului sunt crescute (sarcina, lactatie la mamifere, productia de oua la pasari), glandele paratiroidiene sunt foarte active.

E. Corticosuprarenala (la vertebratele inferioare sistemul interrenal) la mamifere, fiecare glanda suprarenala consta din doua parti, complet diferite ca origine, structura si functie: corticosuprarenala si medulosuprarenala; la vertebratele inferioare cele doua parti sunt separate una de alta, corticosuprarenala fiind numita corp interrenal iar medulosuprarenala corp suprarenal.

Corticosuprarenala ia nastere (ca si gonadele) din epiteliul celomic si produce, ca si acestea, hormoni steroizi. Pana in prezent au fost izolati din corticosuprarenala circa 30 de steroizi diferiti, insa doar putini dintre acestia sunt cedati in sange (majoritatea reprezinta, probabil, produsi intermediari ai sintezei si, respectiv, ai descompunerii hormonale).Dupa actiunea lor fiziologica, hormonii corticosuprarenali se pot grupa in mineralocorticoizi, glucocorticoizi si androgeni.

Cei mai importanti hormoni corticosuprarenalieni (corticosteroizi) sunt cortizolul, corticosteronul si aldosteronul. Corticosteronul se intalneste la toate vertebratele, cortizolul lipseste la sauropside (reptile si pasari) iar aldosteronul exista numai la vertebratele tetrapode.

La om, glucorticoidul de baza este reprezentat de cortizol (hidrocortizol) circa 95% - alaturi de care se afla, in cantitate redusa, corticosteronul si cortizolul. La rozatoare, amfibieni, reptile si pasari, corticoidul de baza este corticosteronul.

In plasma umana, circa 2% din cortizol se afla in stare libera; o cantitate redusa este legata nespecific de serumalbumine si peste 90% este legat de o globulina fixatoare de cortizol.

Cortizolul si corticosteronul exercita (la mamifere) urmatoarele actiuni mai importante:

cresterea nivelului glucozei in sange (hiperglicemie), prin stimularea gluconeogenezei hepatice si prin reducerea consumului celular de glucoza

cresterea lipemiei, prin intensa mobilizare a lipidelor din depozite si prin stimularea catabolismului lipidic

intensificarea catabolismului protidic

stimularea eliminarii excesului de apa

actiune antiinflamatorie, prin micsorarea raspunsului celular si a sintezei de anticorpi, fara a influenta reactia antigen-anticorp

au un rol permisiv in eritropoieza; in hipercorticism se observa frecvent policitemia, iar in insuficienta, anemia; determina limfopenie si eozinopenie, pe care se bazeaza testul Thorn de urmarire a functiei corticosuprarenalei

au efect stimulator asupra excitabilitatii creierului (insomnia, euforia, excitabilitatea, sunt asociate cu hipercortizolemie; incapacitatea de concentrare a atentiei si oboseala nervoasa sunt semne de hipocortizolemie)

Dupa inactivarea la nivelul ficatului, prin conjugare cu acid glucuronic, se elimina renal.

Aldosteronul (principalul hormon mineralocorticoid) intervine mai ales in echilibrul hidroelectrolitic. Actionand la nivelul tubilor renali, el mareste reabsorbtia de apa si Na⁺ din urina si, in acelasi timp, stimuleaza eliminarile de K⁺. Ca urmare a retentiei de Na⁺ se produce cresterea volumului lichidelor extracelulare si a volumului sanguin.

Corticosuprarenala secreta patru compusi cu actiune androgena: testosteron, androstedion, dehidroepiandrosteron si dehidroepiandrosteron sulfat. Actiunea androgena a ultimilor doi hormoni mentionati apare doar dupa convertirea acestora in testosteron. Androgenii corticosuprarenali au o actiune masculinizanta mult mai slaba decat cea a testosteronului secretat de gonadele masculine; hiperproductia lor provoaca o maturitate sexuala precoce; la femei poate determina o atrofiere a ovarelor si o inversiune a caracterelor sexuale secundare. In corticosuprarenala se sintetizeaza, in cantitati infime si hormoni estrogeni si progesteron.

Corticosteroizii nu pot fi depozitati, motiv pentru care producerea lor de catre corticosuprarenala este absolut indispensabila. Extirparea corticosuprarenalelor duce, dupa cateva zile, la moarte.

Secretia corticosuprarenalelor (in special cea de glucocorticoizi) este controlata prin intermediul hormonului adenohipofizar ACTH (corticotropina). O reglare nervoasa nu este posibila deoarece corticosuprarenalele nu sunt inervate. Situatiile de stres determina, prin intermediul hipotalamusului, o puternica crestere a continutului de cortizol din sange; tot prin hipotalamus, hormonii medulosuprarenalei pot sa stimuleze descarcarea corticosteroizilor. Un efect stimulator slab asupra steroidogenezei il manifesta si melanotropina.

F. Medulosuprarenala poate fi considerata (ca si hipofiza posterioara) o parte functionala a sistemului nervos deoarece poate fi privita ca un ganglion simpatic specializat, inervat de un neuron preganglionar clasic; acesta face sinapsa cu celulele cromafine, capabile sa descarce direct in sange hormonii specifici. Medulosuprarenala secreta doi hormoni: adrenalina (epinefrina) si noradrenalina (norepinefrina), denumiti si catecolamine. Un alt derivat adrenalinic este izopropiladrenalina care apare in cantitati foarte mici in produsul de secretie al medulosupraenalei si provoaca efecte fiziologice similare cu cele ale adrenalinei.

Adrenalina este sintetizata numai de celulele medulosuprarenalei, pe cand noradrenalina este sintetizata si in terminatiile nervoase adrenergice. Sinteza noradrenalinei se realizeaza prin hidroxilarea si decarboxilarea fenilalaninei, iar adrenalina rezulta din metilarea noradrenalinei.

Raportul cantitativ al celor doi hormoni difera de la o specie la alta si chiar la aceeasi specie (de exemplu la pisica). La majoritatea mamiferelor este predominanta adrenalina; la animalele de prada, in special la ne-mamifere, predomina noradrenalina. La balene, glandele suprarenale contin peste 80% noradrenalina.

Adrenalina si noradrenalina maresc frecventa contractiilor inimii si produc vasoconstrictie. Actiunea adrenalinei este mai puternica asupra inimii si mai slaba asupra vaselor iar a noradrenalinei este invers, mai puternica asupra vaselor si mai slaba asupra inimii. Adrenalina si, intr-o masura mai mica si noradrenalina, determina atat glicogenoliza hepatica, urmata de cresterea glicemiei, cat si glicogenoliza musculara, urmata de cresterea concentratiei sanguine a acidului lactic. Ambii hormoni intensifica reactiile oxidative celulare (efect calorigen) si prin aceasta, determina cresterea metabolismului energetic global si a temperaturii corpului. Asa cum au aratat cercetarile lui Marinescu pe pesti (Cyprinus carpio) si ale lui Avargučs pe amfibieni (Discoglossus pictus) adrenalina, in doze mici, provoaca cresteri importante ale consumului de oxigen al acestor animale. Se poate concluziona ca medulosuprarenala asigura, in primul rand, o mobilizare energetica rapida a organismului pe baza careia are loc echilibrarea prompta si eficienta fata de modificarile mediului.

Adrenalina si noradrenalina stimuleaza sistemul reticulat ascendent si, prin aceasta, determina o stare de alerta corticala. La om anxietatea si frica provocate de adrenalina par sa fie mai puternice decat acelea provocate de noradrenalina; se presupune ca secretia de noradrenalina creste mai ales in stari emotionale, cu care individul este obisnuit, in timp ce secretia crescuta de adrenalina se produce mai ales in conditii neobisnuite.

Activitatea medulosuprarenalei este regleta printr-un mecanism nervos in care sunt implicati hipotalamusul si nervul splanhnic (nerv simpatic).

G. Pancreasul endocrin este reprezentat de insulele Langerhans, constituite din cordoane de celule anastomozate intre ele, formand o retea, in ochiurile careia se gasesc capilare sanguine. Celulele insulelor Langerhans sunt de trei feluri:

celule sau celule A, care secreta glucagonul

celule sau celule B, care secreta insulina

celule (delta) sau celule D, ce secreta o somatostatina cu rol inhibitor asupra primilor doi hormoni mentionati.

De descoperirea insulinei este legat numele savantului roman Nicolae Paulescu, care a preparat pentru prima oara un extract pancreatic, pe care l-a denumit pancreatina (1920). Hormonul a fost extras mai tarziu de catre Banting si Best (premiul Nobel, 1922). Ulterior s-a determinat structura chimica a acestuia (Sanger) si a fost realizata sinteza sa (Kung Yueh Ting, 1966).

La multe specii de teleosteeni (pesti ososi) celulele producatoare se gasesc in 1-3 corpusculi specifici, denumiti insule principale, situati in mezenter, in vecinatatea splinei sau in regiunea veziculei biliare. La speciile care au 2 sau 3 insule principale, pot aparea si insule secundare, mai putin importante, raspandite la nivelul conductelor pancreatice; la unele specii apar chiar si insule endocrine intrahepatice.

La amfibieni insulele Langerhans sunt formate numai din celule , iar la reptile si pasari in special din celule

Extirparea pancreasului la caine determina un complex de modificari in fiziologia si comportamentul acestuia care amintesc de cele care insotesc diabetul zaharat la om (hiperglicemie de la 1 g/l creste la 3-5 g/l, ceea ce are drept consecinta eliminarea unei cantitati insemnate de glucoza in urina glicozurie, si a unei cantitati mari de urina poliurie; animalul ingera multa apa polihidrie si alimente polifagie; cu toate acestea se constata o slabire continua si o pierdere a fortei musculare - astenie). In decurs de aproximativ o luna animalul moare, fiind extrem de slabit si fara urme ale rezervelor de lipide sau ale glicogenului hepatic. Chiar daca animalul nu primeste glucide in ratia alimentara zilnica, el elimina in continuare glucoza in urina (organismul utilizeaza celelalte substante organice proteine si lipide pentru sinteza de glucoza).

Insulina este formata din doua lanturi polipeptidice: lantul A, compus din 21 aminoacizi, cu greutatea moleculara de 2750 si lantul B, compus din 30 aminoacizi, cu greutatea moleculara de 3700. Cele doua lanturi sunt legate intre ele prin doua punti bisulfidice (-S-S-).

Insulina este secretata sub forma de proinsulina.

Peptidul C este dislocat la nivel intracelular prin interventia unei enzime asemanatoare tripsinei. Circa 5% din insulina circulanta se afla sub forma de proinsulina, care prezinta o activitate biologica foarte slaba; restul circula sub forma unei combinatii cu o -globulina.

La om pancreasul contine circa 200 unitati de insulina (aceasta cantitate scade cu varsta), iar necesitatile zilnice se ridica la 40-60 U.I.

Perioada de injumatatire a insulinei este de circa 7 minute. Inactivarea se face in tesuturi, sub actiunea insulinazei. Circa 50% din insulina nou sintetizata este inactivata in ficat, in timpul unei singure treceri prin vena porta.

Insulina exercita multiple actiuni asupra metabolismului intermediar; dintre acestea, cele mai importante sunt:

stimuleaza patrunderea glucozei in celulele anumitor tesuturi (muscular, adipos etc.)

intensifica consumul tisular de glucoza

activeaza formarea glicogenului in muschi si ficat

stimuleaza formarea trigliceridelor din glucoza in tesutul adipos

inhiba gluconeogeneza hepatica

Prin toate aceste actiuni, insulina determina scaderea concentratiei glucozei din sange (hipoglicemie).

stimuleaza sinteza de proteine, prin cresterea permeabilitatii membranelor celulare pentru aminoacizi si prin impiedicarea oxidarii acestora in celule

accelereaza transportul intracelular al K⁺, al unor medicamente si al unor molecule mici

Reglarea secretiei de insulina se face, in special, prin nivelul glicemiei: hiperglicemia mareste descarcarea de insulina iar hipoglicemia o micsoreaza. Secretia insulinica este stimulata si de cresterea concentratiei sanguine a altor monozaharide (fructoza, manoza) dar nu si de cresterea concentratiei galactozei si pentozelor.

Factorii care blocheaza metabolismul glucozei manoheptuloza, 2-deoxiglucoza inhiba secretia de insulina, ceea ce demonstreaza ca secretia insulinei nu este reglata numai de concentratia glucozei ci si de gradul ei de metabolizare la nivelul celulelor , care este proportional cu glicemia.

Secretia de insulina este reglata si pe cale nervoasa, prin impulsuri care vin la celulele prin nervul vag. In conditii normale, importanta reglatoare a impulsurilor nervoase este mica (asa cum demonstreaza faptul ca, daca pancreasul este privat de aceasta, prin transplantarea lui in alta regiune a corpului, el continua sa descarce cantitati de insulina compatibile cu mentinerea glicemiei in limite normale).

Aminoacizii esentiali, corpii cetonici si acizii grasi neesterificati pot stimula secretia de insulina; hormonii lactogeni placentari si glucocorticoizii, prin hiperglicemia produsa ca urmare a scaderii consumului periferic de glucoza, stimuleaza secretia de insulina; ACTH si TSH stimuleaza, de asemenea, secretia; catecolaminele si SNV simpatic, prin receptori stimuleaza, iar prin receptori inhiba secretia de insulina.

Experientele realizate pe animale au aratat ca, daca acestora li se administreaza alloxan (un derivat al acidului uric) care lezeaza selectiv celulele insulinosecretoare (), apar o serie de tulburari caracteristice diabetului zaharat.

Glucagonul este un polipeptid format dintr-un lant de 29 aminoacizi, cu greutatea moleculara 3485. Filogenetic, glucagonul este considerat a fi aparut mai recent decat insulina (insulina sau proinsulina au fost descoperite si la nevertebrate, in timp ce glucagonul si celulele A lipsesc la nevertebrate si la ciclostomi). In afara celui pancreatic au mai fost descoperite una sau doua substante produse de mucoasa intestinala, care prezinta proprietatile glucagonului pancreatic ele au fost denumite enteroglucagoni.

Spre deosebire de insulina glucagonul provoaca hiperglicemie, stimuland glicogenoliza hepatica (nu si musculara) si gluconeogeneza din aminoacizi; el are si o actiune lipolitica, activand lipaza din celulele adipoase; are, de asemenea si efect inotrop pozitiv asupra miocardului.

Secretia de glucagon este reglata prin nivelul glicemiei: hipoglicemia o stimuleaza iar hiperglicemia o inhiba. In timpul inanitiei se produce o hipersecretie de glucagon, datorita careia se intensifica gluconeogeneza hepatica, mentinandu-se astfel un nivel glicemic apropiat de cel fiziologic.

Aminoacizii si pancreozimina determina, paralel cu insulina, o hipersecretie de glucagon; acizii grasi liberi inhiba secretia iar SNS o stimuleaza.

La unele specii de pasari si amfibieni, glucagonul apare ca factor glucoreglator dominant, motiv pentru care pancreatectomia este insotita de hipo- si nu de hiperglicemie ca la mamifere. Insuficienta glucagonica poate fi produsa prin intoxicarea cu saruri de Co, acest element avand afinitate specifica si actiune distrugatoare asupra celulelor

H. Glandele genitale endocrine pe langa producerea gametilor corespunzatori, glandele sexuale secreta hormoni cu rol important in aparitia, dezvoltarea si mentinerea caracterelor sexuale primare si secundare precum si cu efecte asupra metabolismului general si comportamentului animalelor.

Testiculele endocrine - secretia interna testiculara este realizata de catre tesutul epitelial al acestora. Hormonul masculin este testosteronul, sintetizat de celulele Leydig din colesterol (acesta a fost izolat inca din 1835 din testicule de taur ). In 1931a fost evidentiat un alt hormon masculin androsteronul care este de circa 20 ori mai putin activ decat primul (dupa unii autori nu ar reprezenta decat forma de eliminare a hormonului masculin adevarat, testosteronul).

Fixat in tesuturi, testosteronul este transformat in dehidrotestosteron, forma sub care isi exercita functiile la nivel celular. Dupa 10-15 minute de la secretie, testosteronul este inactivat la nivelul ficatului, prin conjugare, ca glucuronat sau transformare in 17-cetosteroizi.

Hormonii sexuali masculini exercita mai multe actiuni fiziologice: stimuleaza dezvoltarea si functionarea organelor genitale masculine, asigura dezvoltarea si mentinerea caracterelor sexuale secundare masculine (creasta cocosului, coarnele cerbului etc.), intensifica sinteza proteinelor (actiune anabolica) - si, prin aceasta, determina cresterea musculaturii, determina o retentie moderata de Na, K, Ca, S, SO₄ si H₂O.

Reglarea functiei endocrine a testiculelor se face de catre lobul anterior al hipofizei, prin hormonii gonadotropi. Exista si o reglare nervoasa, care are ca punct de plecare excitatii vizuale, olfactive etc.; acestea sunt conduse la scoarta emisferelor cerebrale, de unde, prin intermediul hipotalamusului, a factorilor eliberatori si apoi a hipofizei, sau direct, pe calea nervilor, vin comenzi de crestere a secretiei testiculare.

Testiculul secreta si hormoni estrogeni (estradiol) si un polipeptid denumit inhibina ambele substante fiind produse de celulele Sertoli sub actiunea FSH (au rol in reglarea cantitatii de FSH).

Ovarele endocrine substratul structural al secretiei interne ovariene este reprezentat de tesutul interstitial ovarian, foliculul de Graaf si corpul galben (care se formeaza in foliculul ovarian dupa expulzarea ovulului).

Celulele foliculilor maturi secreta hormonii estrogeni (steroizi cu 18 C: estradiolul, estrona si estriolul).Cantitati mici de estrogeni sunt produse de corticosuprarenale si cantitati mai mari de placenta, in timpul gestatiei. Estrona se transforma cu usurinta in estradiol, care trebuie considerat hormonul sexual feminin propriu-zis.

Hormonii estrogeni determina dezvoltarea caracterelor sexuale primare si secundare. La animalele adulte, ei produc modificari legate de mersul ciclului sexual, adica de inceputul si durata perioadei de rut (estrus): proliferarea mucoasei uterine, cornificarea epiteliului vaginal la rozatoare si animalele de prada, intensificarea activitatii spontane a musculaturii uterului. Estrogenii exercita si o actiune metabolica, constand in special intr-o retentie de Na, apa; Ca si N. La pasari, sub influenta estrogenilor se produce o crestere evidenta a nivelului Ca sanguin. Ca si hormonii androgeni, dar intr-o masura mai mica, estrogenii intensifica sinteza proteinelor (la gaini, de exemplu, ei stimuleaza sinteza hepatica a fosfovitinei, o proteina din componenta galbenusului de ou). Dupa Ratschow (1941) estrogenii protejeaza vasele sanguine si intensifica circulatia sanguina la periferie.

Celulele corpului galben secreta hormonii progestativi: progesteron si doi metaboliti ai sai 17-hidroxiprogesteron si pregnandiol. Progesteronul este sintetizat si de corticosuprarenale iar, in timpul sarcinii, si de placenta.

Actiunile fiziologice mai importante ale progesteronului sunt:

trece mucoasa uterina din faza proliferativa in faza de secretie, pregatind-o astfel pentru fixarea oului (blastocistului) nidare

reduce motricitatea spontana a uterului si receptivitatea lui fata de ocitocina, evitand expulzia oului implantat

stimuleaza dezvoltarea glandelor mamare, completand actiunea estradiolului

intensifica catabolismul proteic fapt ce prezinta importanta pentru sarcina deoarece se mobilizeaza aminoacizii mamei pentru cresterea fatului

Se poate deci concluziona ca, la toate mamiferele, progesteronul este necesar pentru mentinerea sarcinii.

In perioada ciclului ovarian si in primul trimestru de sarcina progesteronul este secretat aproape in intregime de corpul galben; in ultimele doua trimestre ale sarcinii aceasta functie este preluata de placenta. Totusi, atat locul de formare, cat si reglarea sintezei progesteronului (de catre gonatotropii hipofizari) difera de la o specie la alta si chiar la aceeasi specie ( in diferite perioade ale sarcinii). De exemplu, la soarece si sobolan, sinteza progesteronului in corpul galben este controlata numai de hormonul luteotropic (LTH), in timp ce la hamster, atat de LTH cat si de FSH (hormonul foliculostimulant sau prolactina). La maimute si la om functia corpului galben este mentinuta, la inceputul sarcinii, de hormonul luteinizant (LH) iar, mai tarziu, rolul acestuia este preluat de un hormon al placentei numit gonadotropina corionica (human chorionic gonadotropin - HCG). Secretia hormonilor gonadotropi este controlata de hipotalamus prin intermediul unor neurohormoni (factori eliberatori).

I. Sistemul neurosecretor caudal. Urofiza la majoritatea pestilor, in portiunea caudala a maduvei spinarii, se gasesc neuroni glandulari cu diferite grade de dezvoltare. Neurosecretiile lor sunt depozitate in organul neurohemal numit urofiza.

Sistemul neurosecretor caudal este implicat in osmoreglare; exista o neurosecretie care apare in urma cresterii natriemiei si alta la scaderea acesteia. Neurosecretiile patrund in sistemul vascular portrenal si actioneaza asupra branhiilor si rinichilor.

J. Sistemul hipotalamo-hipofizar al vertebratelor

Hipotalamusul (componenta a diencefalului) formeaza impreuna cu hipofiza, cu care are stranse legaturi anatomice si functionale, asa-numitul sistem hipotalamo-hipofizar, cu rol central in reglarea activitatii glandelor endocrine periferice (prezentate anterior).

1. Hipofiza (glanda pituitara) este situata la baza diencefalului si prezinta trei lobi: anterior, intermediar si posterior. Ea este legata de baza hipotalamusului prin tija pituitara (hipofizara). Practic, hipofiza prezinta doua portiuni: adenohipofiza si neurohipofiza, intre care se gaseste o zona slab vascularizata (lobul intermediar) care, la mamifere, spre deosebire de vertebratele inferioare, este slab dezvoltata (la pasari lipseste).

In decursul embriogenezei, adenohipofiza majoritatii vertebratelor se dezvolta dintr-o cavitate a intestinului anterior (punga lui Rathke), iar neurohipofiza dintr-o evaginare a planseului diencefalului (infundibulul).

Adenohipofiza secreta sapte hormoni proteici, dintre care cinci sunt hormoni glandulari tropi, care regleaza activitatea glandelor endocrine periferice:

Tirotropina (tirostimulina, TSH) este o glicoproteina cu greutate moleculara de 28000; stimuleaza cresterea si activitatea tiroidei. Dupa administrarea de TSH se produce cresterea concentratiei sanguine a tiroxinei, prin efect direct asupra glandei tiroide. Controlul secretiei de tirotropina se realizeaza de catre hipotalamus, prin hormonul eliberator de tirotropina (TRH). In functie de concentratia sanguina a tiroxinei, hipotalamusul descarca cantitati variabile de TRH, care stimuleaza sau inhiba secretia de TSH. Deci in reglarea secretiei de tirotropina intervine un mecanism de feed-back.

Corticotropina (hormonul adenocorticotrop, ACTH) este un polipeptid cu greutatea moleculara de 4500, format dintr-un lant de 39 aminoacizi. Stimuleaza secretia corticosuprarenalelor (in special a glucocorticoizilor) si cresterea glandelor. Un nivel crescut de cortizol in sange inhiba, printr-un mecanism de feed-back, descarcarea de ACTH. Si aici este implicat un hormon eliberator hipotalamic, hormonul eliberator de corticotropina (CRH). O descarcare crescuta de ACTH se produce in cazul suprasolicitarilor fizice sau psihice (de exemplu, sub actiunea temperaturilor extreme, a traumatismelor, infectiilor, tulburarilor emotionale etc.). Aceste suprasolicitari au fost indicate de Selye prin notiunea comuna de stres.

Hormonul foliculostimulant (FSH) are o structura glicoproteica, continand manoza si hexazamina; actioneaza atat asupra ovarelor cat si asupra testiculelor. In ovare stimuleaza cresterea si maturatia foliculilor, precum si secretia de estrogeni, iar in testicule stimuleaza spermatogeneza. Secretia si descarcarea de FSH este controlata de hipotalamus, printr-un hormon eliberator (hormonul eliberator al hormonului foliculostimulant - FSHRH).

Hormonul luteinizant (LH) are aceeasi structura ca si FSH, cu care actioneaza intr-o stransa corelatie. La sexul feminin, LH provoaca ovulatia, controleaza activitatea corpului galben si secretia de progesteron. La sexul masculin stimuleaza secretia de hormoni androgeni de catre celulele interstitiale testiculare (din acest motiv, la sexul masculin, hormonul se mai numeste si hormon stimulant al celulelor interstitiale - ICSH). Secretia lui este controlata de hipotalamus prin hormonul eliberator al hormonului luteinizant LHRH.

Hormonul luteotropic (LTH) sau prolactina (PRL) este un polipeptid format din 196 aminoacizi (Hwang, 1972). A fost denumit hormon luteotrop deoarece stimuleaza dezvoltarea si activitatea secretorie a corpului galben la unele rozatoare. Intrucat la femeie, maimuta, porc, aie, iepure nu se observa efect luteotrop, la acestea denumirea este improprie. La mamifere principala actiune a LTH consta in stimularea glandelor mamare si a lactatiei de unde numele de prolactina. Dupa dezvoltarea glandelor mamare, LTH, impreuna cu hormonii corticosuprarenali, induc lactatia. La iepure, lactatia poate fi indusa de prolactina, fara a fi necesara prezenta steroizilor corticosuprarenali. Prolactina se pare ca este implicata si in trezirea comportamentului matern. La barbat se pare ca, alaturi de hormonii sexuali, ar influenta dezvoltarea prostatei. La porumbel determina secretia de lapte din gusa, cresterea corporala si are efect inhibitor asupra gonadelor. La salamandre prolactina produce senzatia de sete, initiind migrarea animalelor in mediul acvatic, unde are loc reproducerea. La unele specii de pesti, LTH participa la reabsorbtia Na.

Secretia de prolactina este controlata de hipotalamus, prin doi hormoni: unul stimulator si unul inhibitor (PRH si PIH).

Hormonul somatotrop (STH, somatotropina, hormon de crestere) este un polipeptid al carui numar de aminoacizi difera de la o specie la alta (la om: 188 aminoacizi si 21500 greutate moleculara), avand o greutate moleculara cuprinsa intre 27000 si 47000. STH-ul preparat de la mamiferele neprimate nu este eficace la primate; STH-ul primatelor este activ la vertebratele inferioare: Desi este un hormon de crestere, concentratia sa in hipofiza nu difera cu varsta deferente apar numai in ceea ce priveste secretia sa, care este mai mare la copil.

Principala actiune a STH-ului consta in stimularea cresterii organismului, prin stimularea cresterii oaselor lungi si a sintezei proteinelor; hormonul intervine nu numai in metabolismul protidic, ci si in cel lipidic, glucidic si mineral astfel, el mareste concentratia glucozei in sange (hiperglicemie), prin stimularea descarcarii de glucoza din ficat si prin reducerea consumului tisular de glucoza; mobilizeaza acizii grasi din depozitele lipidice si stimuleaza sinteza corpilor cetonici (cetogeneza). Din cauza efectelor hiperglicemiant si cetogenic, STH a fost denumit si hormon diabetogen. In metabolismul mineral interventia STH consta in diminuarea eliminarii din organism a N, P, K, Ca si Na.

Secretia de STH este controlata de hipotalamus, printr-un hormon stimulator si altul inhibitor. Insuficienta secretiei de hormon somatotrop in perioada de crestere provoaca nanismul hipofizar (piticismul), care se caracterizeaza printr-o dezvoltare somatica redusa, dar armonioasa. Secretia in exces a hormonului produce gigantismul. La adult, hipersecretia de STH provoaca acromegalia, care se caracterizeaza prin cresterea exagerata a extremitatilor, mandibulei, limbii si viscerelor.

7.Hormonul melanocitostimulator (MSH, melanotropina, intermidina) este secretat de lobul intermediar al hipofizei. La pesti, amfibieni si reptile MSH produce dispersia melaninei din celulele melanofore si, prin aceasta, intunecarea pielii. La vertebratele superioare, rolul acestui hormon este mai putin cunoscut. Administrat la om,, MSH determina o pigmentare a pielii; el actioneaza diferit fata de amfibieni melanina formata paraseste melanocitele si se disperseaza in celulele epidermei (produce pigmentarea pielii in cazul expunerii la lumina). Glucocorticoizii inhiba descarcarea de MSH (asa se explica pigmentarea mai puternica a pielii in cazul atrofiei corticosuprarenalei (boala Addison). La pasari MSH este produs de lobul anterior al hipofizei. Secretia de MSH este controlata de hipotalamus.

2. Hipotalamusul secreta mai multi neurohormoni ce sunt depozitati in eminenta mediana si apoi transportati la adenohipofiza, regland activitatea secretorie a acesteia.

Transportul acestor neuroni la adenohipofiza se face pe cale sanguina, prin asa-numitul sistem port-hipofizar descris de Gr. T. Popa si Unna Fielding in 1930. Acest sistem leaga prin vase scurte si lungi (vase portale) capilarele sinusoide ale eminentei mediane si infundibulului cu capilarele sinusoide aleadenohipofizei. El provine din arterele hipofizare superioare (ramuri ale carotidei interne si arterei comunicante posterioare); din ele, la nivelul eminentei mediane, se formeaza anse capilare, care alcatuiesc primul plex capilar. Ansele sunt drenate de vase portale lungi, ce trec de-a lungul tijei hipofizare, iar la nivelul adenohipofizei se capilarizeaza din nou, formand plexul capilar secundar (deci, inainte de a iriga adenohipofiza, sangele trece prin hipotalamus, unde se imbogateste cu neurosecretiile acetuia). Sistemul vascular reprezinta singura cale de transmitere amesajelor de la hipotalamus la hipofiza. In unele vase portale sangele curge in directie inversa (Trk); aceste vase ar putea constitui un canal rapid de transmitere a informatiei de la sistemul reglat (hipofiza) spre sistemul reglator (hipotalamusul), in cadrul controlului prin feed-back scurt. Venele formate din capilarele sinusoide, precum si cele care colecteaza sangele din neurohipofiza se varsa in sinusurile cavernoase ale durei mater craniene.

La nivelul hipotalamusului exista neuroni secretori mici si mari; prima categorie formeaza sistemul neurosecretor parvicelular, iar cea de-a doua sistemul neurosecretor magnocelular.

Sistemul neurosecretor parvicelular cuprinde totalitatea neuronilor neurosecretori hipotalamici care controleaza sinteza si secretia hormonilor adenohipofizari; zona hipotalamica unde se afla acesti neuroni se numeste arie hipofiziotropa (arie Halsz) si este localizata in zona bazala a hipotalamusului median, incepand cu planul frontal de la nivelul chiasmei optice pana deasupra nucleului paraventricular, posterior intinzandu-se pana la nivelul anterior al corpilor mamilari.

Daca se izoleaza aceasta arie de restul SNC, pastrandu-se legaturile vasculare normale cu adenohipofiza, se constata ca functia adenohipofizei in conditii bazale se pastreaza aproape normala (Halsz, Hefco, Jitariu).

Hormonii hipotalamici care transmit informatii la adenohipofiza sunt de doua feluri:

Hormoni (factori eliberatori releaing hormones RH - sau releasing factors - RF); acestia provoaca eliberarea de hormoni adenohipofizari care stimuleaza secretia glandelor endocrine periferice, precum si eliberarea hormonului adenohipofizar cu actiune directa (hormonul de crestere). Hormonii eliberatori au fost denumiti de Richard si colab. (1978) stimuline ale hormonilor adenohipofizari

La recomandarea Comisiei de nomenclatura biochimica, aceste neurosecretii sunt denumite liberine (denumirea este precedata de hormonul hipofizar asupra caruia actioneaza).

Hormoni (factori) inhibitori (inhibiting hormones IH sau inhibiting factor IF) care inhiba eliberarea hormonilor adenohipofizari.

Hormonii hipotalamici sunt:

hormonul eliberator de tirotropina sau stimulina hormonului tireotrop (TRH, TSH, TRF thyreotropin releasing hormone)

hormonul eliberator de corticotropina sau stimulina hormonului corticotrop (ACTH) corticotropin releasing hormone (CRH, CRF)

hormonul eliberator al hormonului de crestere sau stimulina hormonului de crestere (somatotropinei) growth hormone releasing hormone (GHRH, STRH)

hormonul inhibitor al hormonului de crestere sau somatostatina growth hormone inhibiting hormone (GHIH, STIH)

hormonul eliberator al hormonului foliculostimulant (FSH) sau stimulina hormonului foliculostimulant (follicle stimulating hormone releasing hormone - FSHRH)

hormonul eliberator al hormonului luteinizant (LH)sau stimulina hormonului luteinizant (luteinizing hormone releasing hormone - LHRH)

hormonul eliberator al prolactinei sau stimulina eliberarii prolactinei (prolactin releasing hormone PRH, PRF)

hormonul inhibitor al eliberarii prolactinei (prolactin inhibiting hormone - PIH, PIF, PHIH, PRIF)

hormonul eliberator al hormonului melanocitostimulator (MSH) sau stimulina hormonului melanotrop (melanocyte stimulating hormone releasing hormone MSHRH, MSHRF)

hormonulinhibitor al hormonului melanocitostimulator sau hormonul inhibitor al eliberarii hormonului melanotrop (melanocyte stimulating hormone inhibiting hormone MSHIH, MIF)

Secretia si descarcarea hormonilor hipotalamici cu actiune asupra adenohipofizei sunt reglate prin conexiune inversa (feed-back) atat de hormonii glandelor endocrine periferice sageata neagra, cat si de hormonii adenohipofizari sageata cu linie intrerupta.

Cresterea nivelului plasmatic al acestor hormoni inhiba secretia hormonilor hipotalamici corespunzatori, iar scaderea nivelului lor o stimuleaza.

Prin experiente in care hipotalamusul medial a fost separat in situ de restul SNC s-a demonstrat ca sistemul de conexiune inversa (feed-back) intre hipotalamusul medial, hipofiza si glandele endocrine periferice poate sa functioneze si in mod autonom (Halsz, 1969). Adaptarea acestui sistem la necesitatile interne si externe ale organismului este realizata insa de SNC. Comanda nervoasa centrala pentru sistemul endocrin hipotalamo-hipofizar pleaca de la hipotalamusul lateral,regiunea preoptica, trunchiul cerebral superior si sistemul limbic. Ea este declansata mai ales prin neuroni aminergici (mediatori: noradrenalina, dopamina si serotonina). Regiunile nervoase mentionate primesc retrocomunicarea de la glandele endocrine pe cale sanguina, prin intermediul hormonilor secretati (sageata alba). Neuronii corespunzatori reactioneaza foarte specific la hormonii endocrini.

Sistemul neurosecretor magnocelular

Din acest sistem fac parte neuronii din nucleul supraoptic si paraventricular. Primii secreta, cu precadere, hormonul antidiuretic (ADH), numit si vasopresina, iar neuronii din nucleul paraventricular ocitocina. Granulele de neurosecretie, produse la nivelul pericarionilor, sunt maturizate in cursul transportului de-a lungul axonilor ce formeaza tractul hipotalamo-hipofizar si sunt depozitate in terminatiile axonice la nivelul neurohipofizei. Aceste granule (de secretie) sunt combinate cu o proteina purtatoare neurofizina I si neurofizina II care fixeaza cate 3 si respectiv 2 molecule de ADH sau ocitocina.

La diferite grupe de animale au fost evidentiati 7 hormoni, toti nonapeptizi. Efect antidiuretic manifesta lizin-, arginin-vasopresina, arginin-vasotocina, ceilalti hormoni avand efect ocitocic.

Deoarece vertebratele primitive (ciclostomii) prezinta numai arginin-vasotocina, se considera ca acest hormon a stat la baza evolutiei ulterioare a celorlalti hormoni. A fost descoperit si la unele mamifere in stadiu fetal; este secretat si de epifiza, avand rol antigonadotrop.

Hormonul antidiuretic (ADH)are ca actiune principala conservarea apei in organismul mamiferelor. El intensifica reabsorbtia in sange a apei din lichidul tubilor renali si, prin aceasta, micsoreaza cantitatea de apa eliminata prin urina. In general, cantitatea de urina eliminata pe unitatea de timp este invers proportionala cu cantitatea de ADH transportata de sange la tubii renali.

Lezarea experimentala sau patologica (produsa de tumori sau traumatisme) a nucleilor hipotalamici care secreta ADH, atractului hipotalamo-hipofizar sau a hipofizei posterioare provoaca boala numita diabet insipid, caracterizata prin poliurie (pana la 20 l urina diluata/zi), insotita de o sete excesiva si de un consum exagerat de apa (polidipsie).

Reglarea cantitatii de apa din organism se realizeaza prin modificari in rata secretiei de ADH, care sunt produse chiar de modificari foarte mici a presiunii osmotice a sangelui. Acest fapt a fost demonstrat experimental prin injectarea intracarotidiana a unor solutii saline hiper si hipotonice. Injectare unei solutii hipertonice mareste secretia si descarcarea in circulatie a ADH si, ca urmare, se produce cresterea reabsorbtiei apei din tubii renali si deci scaderea cantitatii de urina eliminata (oligurie). Injectarea unei solutii hipotonice reduce secretia si descarcarea ADH si, ca urmare, se produce cresterea debitului urinar. Pe baza acestor experimente se admite ca in nucleii supraoptic si paraventricular exista osmoreceptori datorita carora poate fi reglata automat secretia de ADH (si prin aceasta eliminarea apei din organism).

La reglarea eliminarii apei participa si volumreceptorii (situati in peretii atriilor si venelor mari), care sunt mecanoreceptori sensibili la variatiile volumului total al apei corporale. Cresterea acestuia produce extensia structurilor mentionate si, in felul acesta, excita volumreceptorii din interiorul lor. Impulsurile care iau nastere in volumreceptori sunt transmise la hipotalamus, unde determina reducerea secretiei de hormon antidiuretic. Ca urmare, creste cantitatea de apa eliminata pe cale renala si volumul plasmeiu sanguine revine la normal. O serie de substante farmacologice induc secretia de ADH: nicotina, morfina etc.

In doze mari, ADH mareste presiunea arteriala prin contractia musculaturii netede din peretii arteriolelor, motiv pentru care se mai numeste si vasopresina.

Ocitocinaproduce la mamifere contractia uterului, care este deosebit de puternica in timpul graviditatii si mai ales in perioada de expulzie a fatului. Ocitocina are actiune contractanta si asupra celulelor mioepiteliale ale canalelor galactofore, producand prin aceasta ejectia laptelui. La pasari, ocitocina determina cresterea presiunii sanguine.

Reglarea secretiei ocitocinei are loc mai ales pe cale reflexa. Mediatia chimica la nivelul hipotalamusului se face prin acetilcolina. Reflexul poate deveni conditionat la stimuli psihici, tactili, vizuali, auditivi. Inhibarea secretiei poate fi declansata de stimuli durerosi, frica, jena si adrenalina.