Hormonok világa
Készítette: Ur Judit 1
Tartalomjegyzék ELŐSZÓ................................................................................................................................................................... 5 HASZNÁLT RÖVIDÍTÉSEK ................................................................................................................................ 6 A HORMONOK FELFEDEZÉSÉBEN ÉS TANULMÁNYOZÁSÁBAN SZEREPET JÁTSZOTT TUDÓSOK ÁTTEKINTÉSE ................................................................................................................................. 7 FITOHORMONOK .............................................................................................................................................. 12 A FITOHORMONOK ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE ........................................................................................................ 12 FITOHORMONOK CSOPORTOSÍTÁSA ....................................................................................................................... 14 A NÖVÉNYI HORMONOK TANULMÁNYOZÁSÁNAK KEZDETEI ................................................................................. 15 NEGATÍV VISSZACSATOLÁS ELVE .......................................................................................................................... 16 AUXIN ................................................................................................................................................................... 17 Az auxin általános jellmzése ............................................................................................................................ 17 Különböző szervek auxin érzékenysége............................................................................................................ 20 Az auxin hatása a növény fejlődésére .............................................................................................................. 20 TROPIZMUS ........................................................................................................................................................... 26 Fototropizmus .................................................................................................................................................. 27 Gravitropizmus................................................................................................................................................. 28 GIBBERELLINEK .................................................................................................................................................... 29 CITOKININEK ........................................................................................................................................................ 31 ETILÉN .................................................................................................................................................................. 33 ABSZCIZINSAV ...................................................................................................................................................... 35 HORMONHATÁSÚ NÖVÉNYI NÖVEKEDÉSSZABÁLYOZÓ ANYAGOK ......................................................................... 36 Fotoszterinek – növényi szteroidok .................................................................................................................. 36 Jázmonsav ........................................................................................................................................................ 38 Szalicilsav......................................................................................................................................................... 38 Nitrogén-monoxid – stresszválaszok növényekben .......................................................................................... 39 BELSŐ ELVÁLASZTÁSÚ (ENDOCRIN) MIRIGYEK AZ ÁLLATOK ORSZÁGÁBAN .......................... 41 AZ ÁLLATOK BELSŐ ELVÁLASZTÁSÚ MIRIGYEINEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE ....................................................... 41 MI JELLEMZŐ AZ ÁLLATOK HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁSÁRA? ............................................................................. 42 AZ ÁLLATOK KÜLÖNBÖZŐ CSOPORTJAINAK HORMONÁLIS RENDSZERE ................................................................. 42 Az ízeltlábúak hormonális rendszere ............................................................................................................... 45 A halak hormonális rendszere.......................................................................................................................... 46 Kétéltűek hormonális rendszere ....................................................................................................................... 47 Hüllők hormonális szabályozása ..................................................................................................................... 50 Madarak hormonális szabályozása .................................................................................................................. 50 2
EMLŐSÖK HORMONÁLIS RENDSZERE ..................................................................................................................... 52 Agyfüggelék ...................................................................................................................................................... 52 Tobozmirigy ..................................................................................................................................................... 53 Pajzsmirigy....................................................................................................................................................... 54 Mellékpajzsmirigyek......................................................................................................................................... 57 Mellékvese ........................................................................................................................................................ 58 Magzatmirigy, thymus ...................................................................................................................................... 61 Hormonális betegségek az emlősöknél ............................................................................................................ 62 BELSŐ ELVÁLASZTÁSÚ MIRIGYEK AZ EMBERNÉL ............................................................................. 65 AZ ENDOKRIN RENDSZER ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE AZ EMBERNÉL ....................................................................... 65 NEUROENDOKRIN RENDSZER ................................................................................................................................ 66 HORMONOK OSZTÁLYOZÁSA ................................................................................................................................ 68 HIPOFÍZIS .............................................................................................................................................................. 70 Hipofízis eredetű betegségek ............................................................................................................................ 71 HIPOTALAMUSZ .................................................................................................................................................... 74 A hipotalamusz és a hipofízis kapcsolata......................................................................................................... 75 EPIFÍZIS (TOBOZMIRIGY) ....................................................................................................................................... 77 A REM fázis és a melatonin ............................................................................................................................. 78 PAJZSMIRIGY ........................................................................................................................................................ 79 A pajzsmirigy betegségei .................................................................................................................................. 81 MELLÉKPAJZSMIRIGY ........................................................................................................................................... 83 Mellékpajzsmiriggyel kapcsolatos betegségek ................................................................................................. 84 HASNYÁLMIRIGY .................................................................................................................................................. 85 Az inzulin, a glukagon és a szomatosztatin szekréciójának szabályozása ...................................................... 88 Hasnyálmirigy hormonainak betegségek ......................................................................................................... 89 IVARMIRIGYEK...................................................................................................................................................... 92 Here .................................................................................................................................................................. 92 A férfi nemi működést befolyásoló hormonok .................................................................................................. 93 Petefészek ......................................................................................................................................................... 95 A női nemi működés zavarai és betegségei ...................................................................................................... 97 MELLÉKVESE ....................................................................................................................................................... 100
A másodlagos hírvivők szerepe a hormonális szabályozásban ...................................................................... 102 Mellékvese betegségek ................................................................................................................................... 103 TÍMUSZ (MAGZATMIRIGY, CSECSEMŐMIRIGY VAGY KEDEZMIRIGY) .................................................................... 104 A cscsemőmirigyet gyengítő és erősítő tényezők............................................................................................ 106 PLACENTA .......................................................................................................................................................... 108 3
A terhesség endokrinológiája......................................................................................................................... 108 SZTEROID HORMONOK (ÖSZTROGÉNEK, GESTAGÉNEK, ANDROGÉNEK, ADRENOKORTIKOIDOK) .......................... 109 AGLANDULÁRIS VAGY SZÖVETI HORMONOK ....................................................................................................... 110 A gyomor és a bélcső hormonjai .................................................................................................................... 110 Ejkozánoidok (eikozanoidok) ........................................................................................................................ 111 Prosztaglandinok ........................................................................................................................................... 112 A CSONTOSODÁS/CSONTKÉPZŐDÉS HORMONÁLIS HÁTTERE ................................................................................ 113 A SZERVEK VÉRELLÁTÁSÁNAK SZABÁLYOZÁSA HORMONOK ÁLTAL................................................................... 114 UKRÁN-MAGYAR SZAKKIFEJEZÉSEK A HORMONOKKAL KAPCSOLATBAN ............................ 116 FELHASZNÁLT IRODALOM ......................................................................................................................... 119
4
Előszó A hormonokkal kapcsolatban végeztem gyűjtést és kutatást. A hormonok élőlény csoporttól vagy országtól (növények vagy állatok országa) függetlenül tükrözik azt, hogy milyen nagy befolyással vannak az élettevékenységekre és már minimális mennyiségi változásaik pozitív vagy negatív irányba akár végzetes betegségek és állapotok kialakulásához vezethet. Munkámban a következőkkel foglalkoztam. Elsőként a biológia történelme során mely tudósok játszottak szerepet a hormonok felfedezése és tanulmányozása során.
Ezután három szempont szerint részletezem a
hormonokat. Az első, a növények világában előforduló hormonokat más néven a fitohormonokkal foglalkoztam. A második fő rész az állatok hormonális rendszere, ahol a gerincesek és azokon belül az emlősök sok közös tulajdonságot mutatnak az emberek hormonális jellemzőivel. A harmadik fő részben pedig az emberek hormonális rendszerével foglakoztam és itt részletesebben kitértem a hormonokkal kapcsolatos betegségekre. Végül egy rövid ukrán-magyar szakkifejezések szótárral zárom, ahol röviden a hormonokkal kapcsolatos leggyakoribb kifejezések foglalom össze.
2014. október 26. Hóbortos hormonok Ezek a hormonok Micsoda mormonok Izegnek-mozognak Mozgatnak-izgatnak
Vége a májusnak Vágyak nem ájulnak Férfiban erednek Nőben növekednek
Délszaki mormonok Bennem a hormonok Tüzesek-lázasak Nyugodni nem hagynak Inci /2005/ 5
Használt rövidítések [9R]iP – 9-izopentenil-adenin-ribozid
iP – izopentenil-adenin
[9R]Z – 9-zeatin-ribozid
LH – sárgatestserkentő hormo, lutropin v. luteinizáló hormon
ACH – mellkvesekéreg-hormon, adrenocortical hormone LPH – lipotróp hormon, lactotrop ACTH – mellékvesekéreg serkentő hormon, adenokortikotrop hormon, corticotrop (kortikotropin)
LTH – luteotrop hormon, prolaktin, prolactin
ADH – adiuretin (vazopresszin) antidiuretikus hormon,
MIF – melanosztatin
diuretin MRF- melanoliberin AVP – arginin vazopresszin MSH – melanocita stimuláló hormon v. melanotropin CRF – kortikoliberin NOS – nitrogén-monoxid szintáz CRH – kortikotropint felszabadító (releasing) hormon NR – nitrát-reduktáz CT – kalcitonin PIF – prolaktosztatin FH –tüszőhormon, folliculus hormon, ösztrogén PRF – prolaktoliberin FSH – tüszőérést serkentő hormon, follikulotropin vagy PRL – tejelválasztást serkentő hormon
follikulus stimuláló hormon
PTH – parathormon
GHRH – növekedési hormont felszabadító (releasing) hormon
STH – szomatotrop hormon (növekedési hormon),
GIH – szomatosztatin, szomatotropin, növekedési hormon,
somatotop
szomatotróp hormon
T3 – trijódtrionin
GnRH – gonadoliberin, gonadotropint felszabadító
T4 – tiroxin
(releasing) hormon TIBA - 2,3,5-trijódbenzoesav GRF – szomatoliberin TR – tiroid hormon receptorok HCG (hCG) - human chorionic gonadotropin TRH – tiroliberin, tireotropint felszabadító (releasing) IAA – indolaceticacid
hormon
IES – indolecetsav
TSH – thyreotrop, tirotropin tireotrop hormon,
INS – inzulin
pajzsmirigyet serkentő hormon Z – zeatin
6
A hormonok felfedezésében és tanulmányozásában szerepet játszott tudósok áttekintése Banting, Frederick Grant Banting (1891 – 1941): kanadai kutatóorvos. Foglalkoztatta az, hogyan lehetne izolálni a hasnyálmirigy Langerhans-szigetei által kiválasztott hormont, amely a cukorbetegség kezelését lehetővé tenné. A Torontói Egyetemen 1921-ben John Macleodhoz, a cukorbetegség elismert szakértőjéhez fordult, aki kutatási lehetőséget adott neki laboratóriumában. Itt Charles Best segítségével sikerült izolálnia az inzulint, hamarosan megindulhatott az ipari előállítás is. A felfedezésért Banting és Macleod 1923-ban megosztva megkapták az orvosi Nobel-díjat. Banting felháborítónak tartotta, hogy Best nem részesült a Nobel-díjban, mivel ez időben még nem fejezte be egyetemi tanulmányait, ezért a díj összegének rá eső részét megosztotta Best-tel. A továbbiakban a rák kutatásán is dolgozott. Az 1930-as években Banting katonai kutatási projektekben vett részt, így foglalkozott a repülés fiziológiai problémáival, részt vett a pilóták számára készített ún. anti-G-ruha első generációjának kifejlesztésében, valamint biológiai fegyverek kutatásában is. A háború alatt katonai szolgálatba lépett, repülőbalesetben halt meg. Nobel-díj, 1923. Bayliss, William Maddock Bayliss (1860 – 1924): angol fiziológus. Starlinggal folytatott hosszú és gyümölcsöző együttműködése nem sokkal azután kezdődött, hogy tanári állást kapott a londoni University College-ban 1888-ban, ahol később az általános élettan professzora lett. Bayliss és Starling elsősorban a hasnyálmirigy emésztőnedvének kiválasztását szabályozó kémiai anyag - az elsőként felfedezett hormon (szekretint, 1902-ben) - meghatározásáról ismert. Bayliss és Starling alkották meg a hormon kifejezést. Bayliss kimutatta, hogy a tripszin nevű enzim a vékonybélben keletkezik az inaktív tripszinogénből. Vizsgálatai alapján, az 1. világháborús sebesülésekre speciális sóinjekciókat ajánlott, számos ember életét mentve meg. Az élettan, a biokémia és a fizikai kémia területén végzett úttörő kutatásokat. Best, Charles Herbert Best (1899 – 1978): amerikai születésű kanadai kutató. Diák-asszisztensként csatlakozott 1921-ben Frederick Bantinghoz, aki John Macleod laboratóriumában folytatott kísérleteket a hasnyálmirigy által termelt inzulin előállítására. Mivel eredményeik eléggé ígéretesek voltak, Macleod támogatta és segítette a kísérletek folytatását. 1922-ben sikerült inzulint előállítaniuk, ezt követően az inzulin gyártása és alkalmazása is hamar elkezdődött. 1923-ban Banting és Macleod kapta meg az orvosi Nobel-díjat az inzulin felfedezéséért, Banting azonban a rá eső részt megosztotta Best-tel. Best az orvosi diploma és a doktori fokozat megszerzése után Macleod utóda lett a Toronto-i egyetemen, 1931-ben pedig, Banting halála után az egyetemen működő, Banting and Best elnevezésű orvostudományi kutatórészleg vezetője. Továbbra is jelentős sikereket ért el a diabetes gyógyításában, más területeken elért eredményei közül kiemelendő a heparin izolálása és előállítása. Boysen-Jensen , Peter Boysen-Jensen (1883-1959): dán származású. 1913-banDe ekkor még nem tudták, hogy a szignál milyen természetű. B-J kísérletével bizonyította, hogy a jel át tud jutni a levágott és visszahelyezett csúcs alatti agar darabon. Ha vajat tett a csúcs alá, a görbülés elmaradt, tehát vízoldékonyanyagról lehet szó. 7
Butenandt, Adolf Friedrich Johann Butenandt (1903 – 1995): német biokémikus. A marburgi és a göttingeni egyetemen tanult, utóbbi helyen szerezte meg a doktori címet, 1927-ben. Ezután Göttingenben, majd a danzigi (ma: Gdansk, Lengyelország) Műszaki Főiskolán tanított, és 1936-ban a Kaiser Wilhelm Intézet (a későbbi Max Planck Intézet) igazgatója lett. Max Planck Társaság elnöki tisztét 1960-tól 1972-ig töltötte be. 1929-ben, csaknem egyidőben az amerikai E.A. Doisyval, elkülönítette a női ösztrogén hormont, majd az androszteron nevű férfihormont, végül pedig a progeszteront, a terhesség hormonját. Felfedezésével utat nyitott a fogamzásgátló tabletta megalkotása előtt. Sok kutatást végzett a nemi hormonok kölcsönhatásával és potenciális rákkeltő hatásával kapcsolatban. A kortizon ipari előállítása nagyrészt Butenandt hormonkutatásaira vezethető vissza. Leopold Ruzickával együtt elnyerték a kémiai Nobel-díjat a nemi hormonokkal kapcsolatos munkásságukért. Bár Butenandtot a német kormány arra kényszerítette, hogy visszautasítsa a díjat, azt 1949-ben végül mégis átvehette. Nobel-díj, 1939. Darwin, Charles Darwin (1809 – 1882) és Francis Darwin. 1880-ban Charles Darwin és fia, Francis Darwin. Tanulmányozták, hogyan növekedik fény felé a hajtás (zab csíranövénykék). A hajtáscsúcsot levágva elmaradt a görbülés. Észlelték, hogy a hajtás csúcsát eltakarva elmarad a görbülés (növekedés egyébként ekkor is van), noha a növekvő görbülő részt éri a fény. A növekvő részt eltakarva és a hajtáscsúcsot szabadon hagyva görbülést tapasztaltak. „A koleoptil fototropizmusáta hajtáscsúcs szabályozza”. Du Vigneaud, Vincent Du Vigneaud (1901 – 1978): amerikai biokémikus. Urbanában, az Illinois-i Egyetemen tanult, a Rochesteri Egyetemen szerzett Ph.D. fokozatot 1927-ben, majd a baltimore-i Johns Hopkins Egyetemen, a berlini Vilmos Császár Intézetben és az Edingburgh-i Egyetemen folytatott tanulmányokat. 1932-1938-ig a George Washington Egyetem orvosi karának biokémiai tanszékét vezette, 1938-1967-ig a New York-i Cornell Egyetem orvosi karának professzora és biokémiai tanszékének vezetője volt, majd 1967-1975-ig kémia professzoraként működött az ithacai Cornell Egyetemen. Vezetésével a Cornell Egyetem laboratóriumai fontos eredményeket értek el például a penicillin szintézisében, a biotinnak az elkülönítésében és szerkezetének meghatározásában, valamint sok egyéb kéntartalmú szerves vegyület vizsgálatában. Nobel-díjat kapott két agyalapi hormon: a vazopresszin - a véredények izomzatát a vérnyomás növelésére késztető hormon - és az oxitocin - a méh összehúzódásában és a tejelválasztásban fő szerepet játszó hormon - elkülönítéséért és szintéziséért. Nobel-díj, 1955. Duve, Christian de Duve (1917 –2013): belga biokémikus, sejtbiológus volt. Kutatásai elsősorban a sejtek biokémiai folyamataira és a sejtek, illetve a sejtszervecskék működésére irányultak, ő fedezte fel a peroxiszómákat és lizoszómákat. Többek között tanulmányozta az enzimek megoszlását patkányok májsejtjeiben, előbbieket centrifugák segítségével vonta ki. De Duve sejtfrakcionálási kísérletei igen hasznonak bizonyultak a sejtszervecskék funkciójának megértéséhez. A peroxiszómákat egy svéd doktorandusz kutató, Johannes Rhodin fedezte fel, viszont de Duve tisztázta szerepüket a sejtek működésében. A lizoszómákat egy szerencsés véletlennek köszönhetően fedezte fel, amikor az inzulin hatásmechanizmusára vontkozó kutatásokat folytatott. Egy kísérlet során észrevette, hogy a centrifugáláshoz előkészített, 8
homogenizált sejtállományban a foszfatáz sav sokkal aktívabb volt, ha elektromos mixerrel végezte a homogenizálást. Ez felkeltette a figyelmét és mint önéletrajzában írta: "Erőt vett rajtam a kíváncsiság és emiatt sose jutottam el az inzulin hatásmechanizmusának tisztázásához." További kísérletekkel kiderítette, hogy a foszfatázt a sejtekben egy membrán veszi körbe és a elektromos mixerrel való munka során ez a membrán jobban felszakad. Mivel a foszfatáz savas kémhatású, arra következtetett, hogy valamilyen emésztési szerepe van a sejten belül, míg az enzimet tartalmazó membránt lizoszómának nevezte. Később elektronmikroszkópos felvételeken sikeresen azonosította a lizoszómát. Felfedezése után más kutatók több mint 50 különféle enzimet azonosítottak a lizoszómán belül, illetve felfedezték, hogy milyen betegségeket okozhat a lizoszómák hibás működése (többek között a gyógyíthatatlan Tay–Sachs-szindróma is erre vezethető vissza). Munkássága hozzájárult ahhoz, hogy az endoszimbiotikus elmélet egyre szélesebb körben elfogadottá vált. Az elmélet szerint egyes sejtszervecskék, mint a mitokondrium, a kloroplasztisz és feltehetően más sejtszervecskék is olyan prokarióta élőlényekből származnak, amelyek az eukarióta sejtek belsejében endoszimbiotikus kapcsolatot építettek ki a gazdasejttel. De Duve felvetette, hogy a peroxiszómák lehettek az első ilyen endoszimbiotikus sejtszervecskék, amelyek lehetővé tették az eukarióta sejteknek, hogy alkalmazkodjanak a földi légkör egyre növekvő oxigéntartalmához. Mivel azonban a peroxiszómáknak nincsen saját örökítőanyaga, ez a javaslat kevésbé valószínű, mint a mitokondrium és a kloroplasztisz esetében. Élete vége felé egyre inkább az élet kialakulásának kérdésével foglalkozott, illetve számos ismeretterjesztő művet írt a sejtek felépítéséről és működéséről. Nobel-díj, 1974. Haberlandt,
Gottlieb
Johann
Friedrich
(1854
–1945):
osztrák
botanikus
Első botanikai cikke 1874-ben jelent meg, egy évvel azután, hogy felvették a Bécsi Egyetemre, ahol aztán 1876-ban doktori fokozatot szerzett. Ezután a Tübingeni Egyetemre ment, ahol Simon Schwendener irányítása alatt tanult. 1880-ban visszatért Ausztriába, és a grazi Műegyetemen botanikát kezdett tanítani. 1910-ben Haberlandt követte Schwendenert a Berlini Egyetem növényélettani tanszékének élén, s megalapította a Növénytani Kutatóintézetet. Az élettani növényanatómia egyik úttörője, ő vizsgált először növényi sejtkultúrákat. Egy ismeretlen növényi hatóanyag sejtosztódást indukált (citokinin). Houssay, Bernardo Alberto Houssay (1887 – 1971): argentin fiziológus, biokémikus. 1910-ben a Buenos Aires-i Egyetem élettanprofesszorává, 1919-ben pedig az élettani intézet igazgatójává nevezték ki. Egyike volt annak a 150 argentin tanárnak, akiket Juan Perón tábornok 1943-as katonai puccsa nyomán elbocsátottak állásukból. Noha 1945-ben visszahelyezték pozíciójába, megkérték, hogy egy év múlva adja be a lemondását. 1944-ben megalapította a Buenos Aires-i Biológiai és Kísérleti Orvostudományi Intézetet. 1946-tól az intézet igazgatójaként működött. Kimutatta (1924-ben), hogy az agyalapi mirigy kivonatának állatokba injekciózása cukorbetegséget eredményez azáltal, hogy megnöveli a cukor mennyiségét a vérben. Később kiderült, hogy egyéb fontos feladatai is vannak. Ez azt mutatja, hogy az agyalapi mirigy által termelt hormonok az inzulinnal ellentétes hatást fejtenek ki. Gerti és Carl Corival megosztva megkapta az orvosi-élettani Nobel-díjat az agyalapi mirigy hormonjainak az állatok vércukorszint-szabályozásában betöltött szerepének felfedezéséért. Nobel-díj, 1947. 9
Kendall, Edward Calvin Kendall (1886 – 1972): amerikai biokémikus. 1914-től vezette a rochesteri Mayo Klinika biokémiai osztályát, majd 1921-től harminc éven keresztül a Minnesotai Egyetem élettanprofesszora volt. 1951 után a Princeton Egyetem és a vendégprofesszoraként tevékenykedett. Ő izolálta 1914-ben a tiroxint (pajzsmirigy-hormont), amely a Banting és Best által előállított inzulin mellett a kialakuló hormonterápia legfontosabb anyaga lett. 1930-tól a mellékvesekéreg hormonjait kutatta. 1944-ben szintézissel előállította a dehidrokortikoszteront és 1946-ban a gyógyászati szempontból fontos kortizont. Philip S. Hench és Tadeus Reichstein társaságában megkapta az orvosi-élettani Nobel-díjat a mellékvesekéreg-hormonok szerkezetének és biológiai hatásának tanulmányozásáért. Nobel-díj, 1950 Mering, Joseph von Mering (1849 – 1908): német fiziológus. Oscar Minkowski‐val együtt kísérleti állatoknak kivágták a hasnyálmirigyét, s azt tapasztalták, hogy rohamosan súlyos cukorbetegség fejlődik ki náluk. Azt feltételezték, hogy a hasnyálmirigy egy olyan hormont termel, amely szanályozza a testben a cukor lebontását. Azok a próbálkozások azoban, hogy a hasnyálmirigyből izolálják a hormont nem jártak eredménnyel. Paál Árpád (1889 – 1943): növényfiziológus, egyetemi tanár, a növényélettan egyik magyarországi úttörője. Kezdetben ingerfiziológiai vizsgálatokat végzett, majd az elsők között kezdett foglalkozni a növényi hormonkutatásokkal. A hazai növényélettan fejlődésében fontos periódusnak számít Mágocsy-Dietz legjelentősebb tanítványnak, Paál Árpádnak (1889-1943), a „növesztő hormon” felfedezőjének aktív kutatói és tanszékvezetői időszaka. Egyetemi évei alatt jegyezte el magát a növényélettannal Mágocsy-Dietz általános növénytani tanszékén, ahol már ezidőtájt demonstrátorként működött. Amikor Mágocsy-Dietz 1928-ban nyugállományba vonult, 1929. január 5-én Paál Árpád került az intézet élére. Ettől kezdve vált az intézet profilja egyértelműen növényélettanivá. Paál Árpád tanszékvezetői működése alatt viszonylag keveset publikált. Nagy kitartással harcolt azért, hogy a természettudományok és ezen belül az élettan, jelentőségüknek megfelelő teret kapjanak már a középiskolai oktatásban is. Számos új intézeti létesítmény fűződik nevéhez, így a sötétlaboratórium, ami a fotofiziológiai kutatások célját szolgálta, vagy a tetőüvegház és a Trefort kertben egy kísérleti kert zárt- és szabadtéri vizsgálatok céljára. Ő nevezte el az intézetet Növényélettani Intézetnek már 1929-ben, bár az elnevezést a felsőbbségek csak 1943-ban bekövetkezett halála után hagyták jóvá. Paál Árpádnak a növekedési hormon kutatásával kapcsolatos eredményeit méltán említik ma is korának legfontosabb, nemzetközileg is elismert magyar tudományos sikerei között. Ez jelöli ki az ő helyét a legnagyobb magyar növényfiziológusok élvonalában. Sanger, Frederick Sanger (1918 – 2013): angol biokémikus, a fehérjeszerkezet-kutatás egyik úttörője. Az inzulinmolekulát részlegesen úgy bontotta le, hogy a keletkező rövid aminosavlaácok érintetlenek maradjanak. Ezeket a rövidláncú aminosavakat kromatográfia útján szétválasztotta, majd az egyes láncokat felépítő aminosavakat azonosította, valamint mindegyik láncban meghatározta az aminosavsorrendet. Ez nem volt könnyű feladat, mivel már egy neéy egységből állo töredék is huszonnégy különböző sorrendben kapcsolódhat egymáshoz, de ugyanakkor a feladat mégis megoldhatónak látszott. Lassanként Sanger le tudta 10
vezetni, milyen hosszabb láncokból jöhetnek létre éppen azok a rövid láncok, amelyeket felfedezett, és nem másfélék. Lépésről lépésre hosszabb és hosszabb láncok szerkezetét epítette fel, míg 1953-ban már az egész inzulinmolekulát felépítő aminosavak pontos sorrendjét kidolgozta, azaz meghatározta az 51 aminosavat tartalmazó inzulin szekvenciáját (aminosavsorrendjét). Nobel-díj, 1958. Starling, Ernest Henry Starling (1866 – 1927): angol élettantudós. 1902-ben azt tapasztalta Bayliss‐szel, hogy még ha el is vágnak minden ideget, amely a hasnyálmirigyhez (az emésztésben részt vevő nagy mirigyek egyike) vezet, az továbbra is eredeti rendeltetésének megfelelően működik, és emésztőnedvet választ ki, mihelyt a gyomor savas tartalma bejut a bélbe. Kiderült, hogy a vékonybél nyálkahártyája a gyomorsav hatására egy anyagot választ ki, amelyet együtt a két fiziológus szekretinnek neveztek el, ez volt az első hormon, amelyet felfedeztek. Két évvel később Starling egy nevet javasolt mindazokra az anyagokra, amelyeket valamilyen “belső elválasztású mirigy” abból a célból bocsát a vérbe, hogy egy másik szerv vagy szervek működését kiváltsa. Ez a név a “hormon” volt, amely a görög “hormao” (buzdít) szóból származik. Takamine, Jokichi Takamine (1854 – 1922): japán származású amerikai vegyész. 1901‐ben a mellékvesékből izolált egy anyagot, amelyet ma adrenalinnak beveznek, és erről végöl is kiderült, hogy hormone. Ez volt az első hormone, amelyet izoláltak, s amelynek szerkezetét meghatározták. Frits Went (1904–1997): holland származású- A levágott csúcsokat agarkockákra tette. A tiszta agar nem okozott sem növekedést, sem görbülést, de amelyik érintkezett a hajtáscsúcsokkal, igen. Középre visszahelyezve egyenes, míg aszimmetrikus pozícióban görbülőnövekedést tapasztalt, mégpedig az elhajlás szöge függött az agaron állni hagyott hajtáscsúcsok számától és idejétől. Went adta az auxin nevet is. Windaus,
Adolf
Otto
Reinhold
(1876
–1959):
német
szerveskémikus,
Nobel-díjas
Orvosi tanulmányokat folytatott Freiburgban, majd Berlinben, azonban érdeklődése egyre inkább a kémia felé fordult. 1900-ben szerzett doktori fokozatot. Freiburgban jelentős eredményeket ért el a koleszterin és más szterinek szerkezetének tisztázásában. 1913-tól az innsbrucki egyetemen, majd 1915-től 1944-ben történt nyugdíjazásáig Göttingenben volt a kémia professzora. Munkásságában a természetben előforduló szerves anyagok kémiájával foglalkozott, így számos fontos alkaloida szerkezetét állapította meg. A szteroidok és vitaminok kapcsolatára vonatkozó fontos eredményeiért 1928-ban megkapta a kémiai Nobel díjat. Szabadalmait a Merck és Bayer gyógyszergyárak vették át és ezek alapján fontos gyógyszerek gyártását kezdték meg. Nobel-díj, 1928.
11
Fitohormonok – Növényi hormonok A fitohormonok általános jellemzése A hormon szó görög eredetű és serkentést jelent. A hormonok olyan szabályzó molekulák, amelyek hatnak a növekedésre és a fejlődésre. Kis mennyiségben is nagy hatásuk van. A növekedés mennyiségi (szélesség, hossz, tömeg) a fejlődés minőségi (differenciálódás) változást jelent. Ezek egymás felváltásával valósítják meg a növény növekedését, fejlődését A növény növekedését és fejlődését belső(elsősorban a DNS) és külső(környezeti) tényezők szabják meg. Ezek között az összeköttetést – legalábbis részben – a növényi növekedésszabályozó anyagok, vagyis hormonok közvetítik. (görög hormaein: gerjeszteni). Sejtek közötti kommunikáció: kémiai hírvivők. A hormon definíciója: speciális intercelluláris kémiai hírvivő és szervezőmolekulák, melyek alacsony koncentrációban hatnak és többnyire specializált szervekben/sejtekben termelődnek. De! A növényi hormonok nem specializált szövetben termelődnek, nincs szigorúan meghatározott hatóhelyük és többnyire nincs csak rájuk jellemző, kizárólagos specifikus hatásuk. A növényi hormonokokat fitohormonoknak nevezzük. A növényi hormonkutatás korai szakaszában úgy látszott, hogy ez a megfogalmazás megközelítőleg megfelel a tényeknek, csupán a specifitás nem hasonlítható össze az állatvilágban előforduló hormon hatásokéval, mivel az eddig ismert növényi hormonok hatásának fő területe a növekedés és fejlődés, amelyen belül különböző hormonok hatása fedésben van egymással. Ugyanazt a jelenséget több hormon szabályozza, egyik serkenti, másik gátolja. Legtöbb esetben a szabályozásban nem csak az abszolút koncentráció, hanem a hormonális arány is döntő. A növényi hormonok fő hatásterülete a növekedés és fejlődés folyamatai. További eltérés az állati hormon definíciótól a keletkezés és hatás helyének különbözőségét érinti, az etilénnel kapcsolatos, amely minden sejtben keletkezhet és hatását többnyire a keletkezés helyén fejti ki. Azt is megállapították, hogy a növényi hormonok hatása az állati eredetű hormonokénál szélesebb koncentráció tartományra terjed ki (10-3-10-15 M). A sejtekben a hormonok specifikus fehérjékhez – receptorokhoz – kapcsolódhatnak. A hormon-receptor komplex az aktív formája a hormonnak. A hormonok a növekedés és fejlődés minden fázisát befolyásolják, de a hormonhatás mikéntje, a reakció jellege eltér egymástól. Vannak reakciók, amelyek a „minden vagy semmi” elvnek felelnek meg, pl. a nyugalmi állapot létrejötte vagy megszakítása, levélleválás, stb., míg mások fokozatosan mennek végbe. Ilyen a megnyúlásos növekedés is. Ezek közül egyeseket inkább az érzékenységben, míg másokat inkább a koncentrációban beálló változással lehet összefüggésbe hozni, Ezek a típusok azonban más vonatkozásban is változatosak: lehetnek kvalitatív vagy kvantitatív reakciók, reverzibilis vagy irreverzibilis változások stb. Általánosságban azt mondhatjuk, hogy a koncentráció és érzékenység egyaránt meghatározó tényező lehet a hormonhatás jellegében. A hormonok fontos jellemzője, hogy hatásuk a legtöbb esetben a génaktivitás szabályozásában jut kifejeződésre (expresszió, represszió). 12
Egy adott hormonra való reagáló képességet az érzékenység mértékével jellemezzük. Ez fajtól, szervtől, szövettípustól, fejlődési állapottól függ. Mivel a hormonnak receptorhoz kell kötődnie a hatás kifejtéséhez, a hormonra való érzékenységet az adott állapotban számos tényező befolyásolhatja, így a receptor molekulák száma, a receptor molekulák hozzáférhetősége (szabad legyen a kötődésre), a receptor molekulák elérhetősége (kompartmentáció), a hormonális arányok, az adott hormon koncentrációja, a receptor affinitásának változása (specifikus inhibitorok). Azon túl, hogy a növényi hormonok hatása nem szigorúan specifikus, a legtöbb esetben a szabályozás jellegzetessége az is, hogy együttesen és kölcsönhatásban is kifejthetik hatásukat, azaz az egyik hormon befolyásolhatja a másik szintjét. Az aktív hormon koncentrációjának kialakításában a következő tényezők játszanak szerepet: •
a szintézis mértékének szabályozása,
•
szerkezetváltozás nélküli inaktiválódás (konjugátum képzés) mértékének szabályozása,
•
a lebomlás mértékének szabályozása,
•
a transzport és kompartmetizáció mértékének és irányának szabályozása,
•
a másik hormonra való érzékenység szabályozása.
A hormon fogalomnál szélesebb fogalomként használjuk a növekedés szabályozó elnevezést, beleértve a természetes és szintetikus anyagokat is, amelyek közvetlen vagy közvetett módon befolyásolják a növekedési/fejlődési folyamatokat. Jelentős növekedés szabályzó funkciót töltenek be a szénhidrátok, a jelátviteli folyamatokban részt vevő vagy azokat módosító kis molekulák (pl. H2O2, NO), valamint egyéb tápanyagok (pl. nitrát). Nagy gyakorlati fontosságuk van a hormonhatású szintetikus növekedésszabályzóknak a laboratóriumi munkában, a mezőgazdaságban és a kertészetben.
13
Fitohormonok csoportosítása A felsoroltak alapján két nagy csoportra lehetne osztani a fitohormonokat hatásmechanizmusuktól függően: I.
Juvenilhormonok vagyis serkentő hormonok. Ide tartoznak :auxin, gibberelin és citokinin.
Hatásukra általában az jellemző, hogy a növény anyagcsere-folyamatait, sejtosztódását és a tápanyagok felhalmozódását serkentik, a generatív fázisba történő átmenetet viszont késleltetik, tehát juvenilis (fiatal) állapotban őrzik meg a növényt. A legáltalánosabb az auxin hatású növekedésszabályozó. II. Szeneszcenciahormonok vagy gátló hormonok: etiléngáz és abszcizinsav. Jellemző élettani hatásuk a növény szintézisfolyamatának gátlása, a légzés fokozódása és a generatív fázisba (virág- és termésképzésbe) történő átmenet serkentése, amelyek a növények szeneszcenciája (öregedése) irányában hatnak. A növényt ért stresszek következtében aktivitásuk megnő. Az etilén a növekedést serkentő hormonok antagonistája, a megnyúlásos növekedés fékezője. További élettani hatásai: a légzés fokozódása, a virágképzés indukciója, a termésérés serkentése és a levelek leválása. A növényre ható biotikus és abiotikus stresszek szintén megnövekedett etiléntermelést okoznak.
A növényi hormonok ritkán hatnak önmagukban,leggyakrabban a növekedés és fejlődésfolyamatai hormonok kölcsönhatásaként jönnek létre.
14
Továbbá az utóbbi időkben a következő anyagokat sorolták a fitohormonokhoz: növényi szteroidok, jázmonsav, szisztemin, szalicilsav, nitrogén-monoxid (NO), stb.
A növényi hormonok tanulmányozásának kezdetei - 1880 Charles Darwin és fia, Francis Darwin. Tanulmányozták, hogyan növekedik fény felé a hajtás (zab csíranövénykék). A hajtáscsúcsot levágva elmaradt a görbülés. Észlelték, hogy a hajtás csúcsát eltakarva elmarad a görbülés (növekedés egyébként ekkor is van), noha a növekvő görbülő részt éri a fény. A növekvő részt eltakarva és a hajtáscsúcsot szabadon hagyva görbülést tapasztaltak. „A koleoptil fototropizmusáta hajtáscsúcs szabályozza”. - 1913 Peter Boysen-Jensen(dán). De ekkor még nem tudták, hogy a szignál milyen természetű. B-J kísérletével bizonyította, hogy a jel át tud jutni a levágott és visszahelyezett csúcs alatti agar darabon. Ha vajat tett a csúcs alá, a görbülés elmaradt, tehát vízoldékonyanyagról lehet szó. - 1919 Paál Árpád sötétben végezte a kísérleteit a koleoptillal. A levágott csúcsot aszimmetrikusan tette vissza a koleoptilraés az ellenkezőoldalra görbülést tapasztalt. Következtetése: a csúcsban termelődik a növekedésszabályozóanyag, lefelévándorol és a fény hatására az árnyékos oldalon nőmeg a mennyisége. - FritsWent(holland). A levágott csúcsokat agarkockákra tette. A tiszta agar nem okozott sem növekedést, sem görbülést, de amelyik érintkezett a hajtáscsúcsokkal, igen. Középre visszahelyezve egyenes, míg aszimmetrikus pozícióban görbülőnövekedést tapasztalt, mégpedig az elhajlás szöge függött az agaron állni hagyott hajtáscsúcsok számától és idejétől. Went adta az auxin nevet is. A kísérletekből levont főbb következtetések: •A fényinger kémiai (hormonális) úton vezetődik a növényben •A hormon a növekedéshez szükséges azaz növekedési hormon •A csúcsban található és bazális irányban szállítódik A növekedési hormon (auxin) a koleoptil csúcsban képződik, vagy ott raktározódik •A fény egyenlőtlen hormoneloszlást idéz elő, ez váltja ki az egyenlőtlen növekedést és ezáltal a görbülést. Az egyenlőtlen hormoneloszlás mesterségesen is előidézhető és ekkor sötétben is görbülés következik be. • A növekedési hormon vagy annak egy része változatlan formában vándorol bazipetálisan •A hormon az árnyékos oldalon vándorol
Az 1930-as évek közepén megállapították, hogy az auxin az indol-3-ecetsav, vagyis az IES. Később néhány más auxint is felfedeztek, de a leggyakrabban előforduló és élettanilag a legmeghatározóbb az IES volt. Az auxinokat olyan anyagoknak definiálták, amelyek biológiai hatása hasonló az IES hatásához, azaz: •
serkentik a koleoptilban és a szárban a sejt megnyúlásos növekedését,
•
citokininek jelenlétében serkentik a sejtosztódást a kallusz tenyészetekben,
15
•
levágott levélben és szárban serkentik a járulékos gyökerek képződését,
•
más az IES-hoz hasonló fejlődési folyamatokat serkentenek. Negatív visszacsatolás elve
A növényi hormonok (fitohormonok) a növények életfolyamatait szabályzó hormonok. Ez a negatív visszacsatolás elvén alapszik (feedback). A szabályzó központ egy jelzést küld a „szabályzottnak”, hogy mire van szüksége a növénynek. Viszont a szabályzottra hat a külső környezet, ami lehet belső (szállítócsövek elszáradása) vagy külső (időjárás) tényező egyaránt. Ez visszajelez a központba, hogy „mije van”, megpróbálja valósítani a követelést. A szabályozás az egysejtű növényeknél génszintű („2n”), a többsejtűeknél a telepesekig szintén génszintű, a szövetesektől már differenciálódnak a sejtek, hormonokat termelnek és a szállítószöveten keresztül jutnak el szervekbe. A szervek összehangolt működéséhez szabályzásra van szükség. A szabályozás a sejtek közötti információcserén alapul: a szabályozott visszajelzéseket küld a szabályzónak. A sejtek közötti információátadás hírvivő molekulákkal, a hormonokkal történik. Ezek termelődési helyükről elszállítódnak egy másik szervbe, és ott fejtik ki hatásukat. A növényi hormonok több életműködés szabályzását végzik: növekedés; a gyökér, szár, levél, virág, termés kialakulása. Egy hormon többféleképpen is hat a növényre.
16
Auxin Az auxin általános jellemzése Indolecetsav: IES Indolaceticacid:IAA
Az indol-3-ecetsav szerkezeti képlete Auxinnak tekinthetünk minden olyan növekedésszabályozó anyagot, amelyek biológiai hatása az indol-3ecetsavéval megegyezik (pl. fenil-ecetsav, naftil-ecetsav, indol-vajsav). Léteznek szintetikus auxinok és antiauxinok is; a hatásmechanizmusban fontos szerepet játszik a töltéseloszlás hasonlósága. Antiauxinok néven azokat a vegyületeket foglaljuk össze, amelyek az auxinok hatását – reverzibilisen – megakadályozzák Az antiauxin hatása, pl. a koleoptil növekedésgátlása exogén auxinnal általában feloldható. Mivel a fogalom csak megszorításokkal alkalmazható, az antiauxinok elhatárolása más gátló hatású vegyületektől nem könnyű. Általában olyan vegyületekről van szó, amelyek szerkezetüket tekintve emlékeztetnek az auxinokra és feltételezik, hogy antiauxin hatásukat azáltal fejtik ki, hogy a sejtben olyan pontokhoz kötődnek, amelyekhez egyébként az auxinok is, ilyen módon kompetíció alakul ki közöttük. Legjobban ismerjük a 2,3,5trijódbenzoesav (TIBA) hatásmódját, amely az IES bazipetális transzportját gátolja. E vegyületek elméleti jelentősége abban van, hogy felhasználhatók az auxinhatás és -szerkezet közötti összefüggés tanulmányozásához, gyakorlati hasznuk viszont az, hogy toxikus koncentrációban herbicidként alkalmazhatók a mezőgazdaságban.
Az auxinok megnyúlásos növekedést serkentő hatása koleoptilban. (A – kísérlet kezdete, B – 24 órával később) Forrás: Taiz-Zeiger, 2010 17
A gyökér megnyúlásos növekedésének a magyarázata az auxinnal nehezebb, mert az auxin indukálja az etilén termelését, ami a gyökér növekedésének a gátlását okozza. Az auxin 10-10-10-9 M koncentrációban serkenti, 10-6-10-5 M koncentrációban pedig gátolja az intakt (ép) gyökér növekedését. A hajtás és a koleoptil megnyúlásos növekedését serkentő auxin-koncentrációk erősen gátolják a gyökér növekedését. Az auxinhatás a kétszikűek külső szöveteiben megy végbe. Az auxin indukálta növekedés legkisebb késési ideje (lag time) 10 perc. Az eltávolított hajtás vagy koleoptil növekedési válasza a kezelésekre jól mérhető arra alkalmas készülékekben. Az auxin adagolása – 10-12 perc elteltével – jelentősen, öt-, tízszeresére emeli a növekedés mértéket. A zab koleoptil ozmotikusan aktív folyadékban (cukor vagy KCl) 18 órán át megtartja a maximális növekedési mértéket. Az auxin növekedés-serkentése energiát igényel. A késési időre (lag time) a sejt biokémiai gépezetének van szüksége, hogy a növekedés mértékét emelje.
Az auxin eloszlása a csíranövényben (az auxintartalom mg/g mértékegységben) Az auxin gyorsan növeli a sejtfal rugalmasságát. A sejt térfogati növekedése három lépésben megy végbe: •
ozmotikus vízfelvétel a vízpotenciálnak megfelelően,
•
a turgornyomás növekedése a sejtfal merevsége miatt,
•
biokémiai fallazulás, sejtnövekedés válaszul a turgornyomásra.
Az auxin-indukálta proton-efflux savanyítja a sejtfalat és növeli a sejt térfogatát. Az általánosan elfogadott savas-növekedési hipotézis („acid growth hypothesis”) szerint a hidrogén-ionok hatásával számolhatunk. A hidrogén-ionok a plazmamembrán proton-transzport ATP-áz révén kerülnek a sejtfalba és azon kívülre, amelyek működését az auxin növeli. Az auxin a proton-effluxot a sejtfalba 10-15 perces késési idő után serkenti. Expanzin nevű sejtfal-lazító fehérjéket számos növényfajban találtak. Savas pH-értéken az expanzin úgy lazítja meg a sejtfalat, hogy gyengíti a sejtfal poliszacharid komponensei közötti hidrogén-kötéseket. A savas-növekedési hipotézist a következő kísérleti tényekkel igazolták: 18
1.
Savas pufferek vagy CO2 hatására perceken belül gyors megnyúlás következik be Avena
koleoptilban és néhány más objektumban. A megnyúlás legalább olyan mértékű, vagy nagyobb, mint amit az IES indukál. 2.
Az auxin hatására a kukorica koleoptil megnyúlik és az inkubációs közeg egyidejűleg savanyodik,
vagyis pH-ja a kezdetinél alacsonyabb lesz. 3.
Minden olyan anyag, amely proton kiválasztást indukál, gyors sejtmegnyúlást is képes indukálni
(pl. fuzikokcin). 4.
Neutrális puffereknek a sejtfalba történő infiltrációja megakadályozza az IES hatás kialakulását,
mert meggátolja a sejtfalban a pH csökkenését. 5.
A közeg savanyadása és a megnyúlás között arányosság mutatható ki.
Az auxin a sejtek megnyúlását serkenti, a hajtásokat a fölfelé, a gyökereket a lefelé való növekedésre serkenti. Az auxinok fő termelődési helyei a fiatal, fejlődésben lévő levelek, a fiatal, fejlődő magvak és termések. Fiatal növényekben elősegíti a növekedést, fokozza a növekedést gátló hormon, az etilén termelését. A két hormon együtt biztosítja a normális növekedést. A növényi hormonokkal Charles Darwin és Paál Árpád kísérletezett. Az auxin a növekvő hajtáscsúcsokban képződik. Innen a háncsrészben szállítódik gyökércsúcs irányába. Az eloszlása a növényben egyenlőtlen. A hajtásban, a csúcstól a gyökérnyak felé haladva csökken az auxintartalom, majd a gyökérnyaktól a gyökércsúcs felé újra emelkedik.
19
Különböző szervek auxin érzékenysége Az auxin élettani hatásai Az auxin hatása mindig a hormon gradiensével, eloszlásának megváltozásával függ össze: •serkenti a sejtek és szervek megnyúlásos növekedését fiatal lágyszárúak; sejtfal átrendeződése és szintézise, pH↓ •apikális dominancia •abszcisszió(leválás) gátlása •szállítószövetek differenciációja(+ gibberellin!) •serkenti a termések fejlődését (eper példája) •járulékos gyökerek képződését indukálja
Auxinokat a kertészet már több mint 50 éve használ. A kezdeti felhasználási területek az alábbiak voltak: •
termés- és levélhullás megakadályozása,
•
az ananász virágzásának az elősegítése,
•
partenokarp (magnélküli) termések indukálása nem megporzott virágok auxin kezelésével,
•
termésritkítás,
•
dugványok gyökeresítése a növényszaporításban. Az auxin hatása a növény fejlődésére
Az auxint először a növekedéssel kapcsolatosan fedezték fel, mégis a növény életciklusának egészét befolyásolja a csírázástól az öregedésig. A legtöbb magasabbrendű növényben a csúcsrügy a belőle bazipetálisan szállítódó auxinok révén gátolja az oldalrügyek növekedését, amit apikális dominanciának nevezünk. A jelenség lényege, hogy a magasabbrendű növények túlnyomó többségében a csúcs- (apikális) rügy növekedése megakadályozza az alatta fejlődő laterális rügyek növekedését. Fiatal levelek jelenlétében ez a jelenség fokozott mértékű. Ha tehát a csúcsrügy jelen van és sértetlen, az oldalrügyek nem növekszenek, csak ha a csúcsrügyet eltávolítják. A csúcsrügy nemcsak az oldalrügy oldalhajtássá való alakulását gátolja, hanem a rövidhajtásoknak hosszúhajtássá való alakulását is (ennek az ismeretnek a fák koronaalakító metszésénél van jelentősége), valamint az oldalhajtásnak a főtengellyel bezárt szögét (pl. fenyőfélék). Apikális dominanciával nemcsak a hajtás, hanem a gyökér is rendelkezik (ezt korlátozzuk átültetéskor visszametszéssel, hogy elősegítsük a gyökéroldalágak keletkezését). Az apikális dominancia erőssége fajonként változik és a korral általában csökken. A jelenség okának első kísérleti vizsgálata az volt, hogy a 20
csúcsrügyet eltávolították és a csonkra IES-tartalmú pasztát tettek. Az IES kezelés esetén az oldalrügyek továbbra is nyugalomban maradtak, míg az IES nélküli kontrollnál a rügyek növekedni kezdtek. Más tényezők és hormonok is közrejátszanak az apikális dominancia kialakításában: pl. a tápanyaghiány, a citokininek és a laterális rügyben levő inhibitor. Egy apikális rügy, egy fiatal fejlődő levél sok auxint tartalmaz, a laterális rügy nem. Az apikális régió magas auxinszintje vonzza a tápanyagokat és a növényi hormonokat, köztük a citokinineket, amelyek közreműködnek a sejtosztódás szabályozásában. A tápanyag éhezéses teória szerint a hajtáscsúcs egy raktár („sink”), eltéríti a tápanyagokat az oldalrügytől; valószínűnek tartják hogy a vaszkuláris kapcsolat az oldalrüggyel nem is tökéletes. Azonban a tápanyagok direkt alkalmazása az oldalrügyre nem szünteti meg az apikális dominanciát és az is tény, hogy némely axilláris rügynek már kifejlett vaszkuláris kapcsolatai vannak. Az oldalrügyek fejlődését a citokininek serkentik, illetve a citokinin : auxin aránynak van serkentő funkciója. Az apikális rügy eltávolításával nő a citokinin- és a tápanyagszint, ennek következtében növekszik az oldalrügy. Az intakt növény nyugalmi állapotú laterális rügyeiben abszcizinsavat (ABS) találtak. Feltételezik, hogy a magas IES szint a hajtásban segíthet fenntartani a magas ABS szintet az oldalrügyekben. A csúcs eltávolításakor az IES szint leesik és az inhibitor szint is csökken. Az etilén módosító szerepet tölt be az apikális dominanciában. Kétféle mechanizmusban vehet részt: az apikális régióban a diffúzibilis etilén magas szintje elősegíti laterális rügyek növekedeset, míg a laterális rügyek régiójában a magas etilén szint gátló hatású. Az apikális dominancia tehát összetett jelenség, alap komponense az auxin, de létrejöttében több tényezővel kell számolni. A gyökerek növekedés szabályozásának megértését nehezíti, hogy az auxintranszport különböző jellegű a hajtásban és a gyökérben. Míg a hajtásban az auxintranszport egyértelműen bazipetális és szabályos grádienst képez, a gyökérben túlnyomórészt akropetális auxin vándorlás van. Emellett bazipetális transzport is folyik. Az akropetális vándorlás alapján nehéz elképzelni, hogyan jut az auxin a növekedési zónába. A gyökerek endogén auxin tartalmára vonatkozóan nincs elég megbízható adat, de bizonyos, hogy a gyökér auxin érzékenysége nagyobb, mint a száré. A gyökér növekedésének szabályozásában nem az auxin és a gibberellin a két legfontosabb hormon, de az auxinnak – más faktorokkal együtt – szabályozó szerepe van. Emellett szól, hogy az auxin: •
alacsony (10-8-10-10 M körüli) koncentrációban szignifikánsan növeli a gyökérszegmentek
megnyúlását, •
növeli az in vitro kultúrákban tartott gyökerek megnyúlását,
21
•
izolált vagy intakt gyökerek növekedése, amelyeket szintetikus és természetes inhibitorokkal
gátoltak, helyreáll auxin alkalmazásakor, vagy fordítva, auxinnal gátolt gyökerek növekedése antiauxinnal helyreállítható vagy stimulálható. Az auxinon kívül az etilén hatása a legjellegzetesebb a gyökérnövekedésben. Jelenlétében – bizonyos koncentrációkban – a gyökérnövekedés lelassul, a gyökér megvastagodik. Miután felismerték, hogy az auxin serkenti az etilén bioszintézisének folyamatát, valószínűvé vált, hogy itt az auxinhatás közvetítője az etilén. A magas koncentrációjú auxin ugyanis az etilénhatáshoz hasonló elváltozásokat okoz a gyökérben. A gyökerek növekedése in vitro tenyészetekben csak akkor normális, ha az ismert hormonok mellett egyéb anyagokkal – amelyeket vitaminokként ismerünk – is ellátjuk a gyökereket. Ezek között említhető meg pl. a tiamin (B1) és piridoxin (B6), amelyek gyökér tenyészetekben nélkülözhetetlenek. Így feltételezik, hogy in vivo ezeket a hajtás termeli és juttatja a gyökerekbe. Bár a primer gyökér megnyúlásos növekedését 10-8 M-nál nagyobb koncentrációban gátolja az auxin, nagy koncentrációban serkenti az oldalgyökerek és a járulékos gyökerek képződését. A laterális gyökerek általában a megnyúlási zóna és a gyökérszőr zóna felett találhatók és a periciklusban erednek, a sejtek egy kis csoportjából. Ezeket a sejteket serkenti osztódásra az auxin. Az osztódó sejtek fokozatosan gyökércsúcsot képeznek és a laterális gyökér keresztülnő a gyökér kortexén és az epidermiszen. Járulékos gyökerek a növény más részén is képződhetnek és a képződés módja is más, mint a gyökér elágazások normális képződése. Ezek különböző szövetekben levő érett sejtek csoportjából keletkeznek, amelyek visszanyerik osztódóképességüket. Ezek az osztódó sejtek gyökércsúcs merisztémává alakulnak analóg módon, mint a laterális gyökerek képződésénél. A poláros auxintranszport miatt a hajtás és a gyökér esetében az IES a vágás felett felhalmozódik. Ez serkenti a járulékos gyökerek iniciálódását és emeli a talaj feletti vagy a talajban levő növényrészek túlélési esélyeit. A levelek növekedési helyei az egy- és kétszikűeknél változatosan különböznek egymástól, szabályozó rendszer szempontjából azonban nincsenek lényeges különbségek. Fiatal, növekvő levelek gazdag forrásai az auxinnak a növekvő növényben. Ismert, hogy az auxin szabályozza a levélerek növekedését. A sejtfal savanyodása a levélsejtek megnyúlásában is szerepet játszik. Az auxin késlelteti a levelek leválását. A levelek, virágok és termések leválása a leválási rétegben lévő sejtek falának a lebontásával jár, aminek hatására a sejtek puhává, gyengévé válnak. A fiatal levelekben magas az auxin koncentrációja, folyamatosan csökken az érő levelekben és viszonylag alacsony az öregedő levelekben, amikor a levél leválása megkezdődik. A levéllemezből szállítódó auxin megakadályozza a levél lehullását. A lehullás a levél öregedésekor kezdődik, amikor már nincs auxin termelés.
22
Az auxintranszport szabályozza a virágrügy fejlődését. A szubapikális szövetekből szállítódó auxintól függ a virágmerisztéma fejlődése. Az auxin serkenti a termésképzést. A termésnövekedés kezdeti jelét a pollináció adja. A sikeres pollináció az ovulum növekedéséhez vezet, amit terméskötődésnek nevezünk. A megtermékenyülés után a termés növekedése a fejlődő magban termelődő auxintól függ. Kezdetben az endospermium az auxin forrása, később a fejlődő embrió a fő auxin forrás. A pollen gazdag forrása az auxinnak. 1909-ben Fitting megállapította, hogy az orchideák pollenjének vizes kivonatával kezelve a bibét, kiváltható a magház növekedése. A pollen extraktum Avena tesztben görbülést okozott. 1936-ban Gustafson is igazolta, hogy az auxin a felelős a megporzás előidézte serkentő hatásért, amikor szintetikus auxinokkal való kezeléssel megporzás nélkül is kiváltotta a magház növekedését és normál méretű terméssé való fejlődését. A pollen auxintartalma döntő szerepet játszik az általa előidézett terméskötésben,de nem lehet a terméskötés általános magyarázataként elfogadni, mivel a normális pollinációhoz szükséges pollen mennyisége rendkívül kicsi ahhoz, hogy a magház auxintartalmának emelkedését okozza a terméskötés idején. Az az elképzelés ezzel kapcsolatban, hogy egy aktivátor járul hozzá a pollen által előidézett eredményhez, amely a magház szöveteiben az auxin enzimatikus felszabadulását okozza. De az is lehet, hogy maga a megtermékenyítés az a stimulus, amely a megtermékenyített magházban található magas auxintartalmat eredményezi. A terméskötésben az auxinon kívül más hormonoknak (gibberellinek, citokininek) is szerepük van. A növekedés mértéke azonban minden bizonnyal összefüggésben van a bibére került pollen mennyiségével, azaz nagyobb pollensűrűség a magház erősebb növekedését váltja ki. Nagyobb pollensűrűség esetén jobb a terméskötés, nagyobb a magszám és nagyobb a termésméret. A növénynemesítési gyakorlatban ezért amikor kis mennyiségű pollen áll rendelkezésre, más fajnak a pollenjét vagy Lycopodium-spórákat használnak hordozóként a pollenpopulációs hatás kiváltásához. Ez viszont azt is mutatja, hogy nem fajspecifikus serkentésről van szó. A terméskötés elősegítésére eredményesen használhatók egyes növekedésszabályozó anyagok. Az üvegházi paradicsom pl. a téli hónapokban nem kap elegendő mennyiségű fényt a normális pollenképződéshez. Ilyen körülmények között a természetes terméskötés igen kevés. Ha a virágokat, amelyek egyébként normálisak, auxinoldattal permetezzük, a terméskötés lényegesen jobb lesz. Számos szintetikus auxin alkalmas a terméskötés serkentésére. A legjobb eredményt a 4-klórfenoxiecetsavval vagy β-naftoxiecetsavval lehet elérni. Az IES általában hatástalan, valószínűleg azért, mert fényben nem stabil és gyorsan átalakul a növényben. Az auxinok a terméskötés fokozására leghatásosabbak olyan növényeknél, amelyek több magkezdeményt tartalmaznak, mint amilyen a füge, szamóca, tök, paradicsom, dohány, rózsa és tojásgyümölcs. Hatástalanok a 23
csonthéjas termések esetében. Általában a termesztett növényeknek csak 20 %-a reagál fokozott terméskötéssel az auxinra, jelezvén, hogy más hormonok is szerepet játszanak a folyamatban. Csonthéjas terméseknél (pl. őszibarack, cseresznye, szilva) gibberellines permetezéssel lehet a terméskötést növelni. Bizonyos szőlőfajtáknál a citokinineket is hatásosnak találták. Szőlőnél a legeredményesebb terméskötést fokozó szer a gibberellinsav (GS). A termés kialakulásának a pollinációt követő második nagy fázisa a megtermékenyülés. A magasabbrendű növényeknél kettős megtermékenyülés van. Az egyik hím gaméta a petesejttel olvad össze, létrehozza a zigótát, amelyből az embrió fejlődik ki. A másik hímivarsejt az embriózsák központi magjával olvad össze, ebből lesz az endospermium, amelyben az embrió később kifejlődik. A termés kialakulásának ebben a szakaszában az intenzív hormonszintézis helye az endospermium, majd később az embrió. Az embriót a fejlődés korai szakaszában a szuszpenzor látja el hormonokkal (IES, GS). Embriókultúrában a szuszpenzort helyettesíteni lehet alacsony GS koncentrációval (10-6-10-8 M). Magasabb koncentráció kalluszképződést eredményez. Az auxinkoncentráció is nagyon alacsony a fiatal embrióban. Fontosságát az auxintranszport gátlásának az embriófejlődésre gyakorolt károsító hatása jelzi. Míg az auxin és a gibberellinek az embriófejlődés korai szakaszában jelentősek, a citokininek egy későbbi szakaszban, mivel a fiatal embriónak egyetlen citokinin kezelése a sziklevelek primer levéllé alakulását idézi elő. Az ABS-nak inkább az embrió növekedésének gátlásában van szerepe, mint a serkentésében. Meg kell azonban jegyezni, hogy a normál embriógenezishez ABS jelenléte szükséges, de a csírázási növekedéshez (azaz a tengely nagymértékű hosszanti megnyúlásához) nem kell. Ezért az ABS-t olyan tényezőnek tartjuk, amely megakadályozza, hogy az embrió az embriógenezisből közvetlenül a csírázásba menjen át nyugalmi periódus közbejötte nélkül. Az ABS tartalom és a fejlődő embrió csírázóképessége közötti korreláció sok faj magjánál kimutatható. A fejlődő embrióban szintetizálódó növekedés szabályozók irányítják a mag növekedését és fejlődését, a raktározott tápanyagok felhalmozódását, a mag körüli szövetek (termés) növekedését és fejlődését és különböző fiziológiai hatással vannak a fejlődő termés közvetlen szomszédságában levő szövetekre és szervekre (termés leválásának gátlása, virágrügy képződés gátlása szakaszosan termő almafajtáknál). A termés méretének növekedését főleg sejtmegnyúlás okozza, így nem meglepő arra gondolni, hogy az auxinnak vezető szerepe van a termés növekedési folyamatainak meghatározásában. Ezt a felvetést kísérleti adatok is alátámasztják: a) korreláció van a mag fejlődése és a termés végső mérete és alakja között,
24
b) bizonyos terméseknél az auxinkezelés a termés fejlődésének meghatározott fázisában növekedési reakciót vált ki. Az auxinkezelést a termés méretének növelésére a kertészeti gyakorlatban is használják pl. a feketeribiszke, szamóca, alma és narancs esetében. Számos termésnél szoros összefüggés tapasztalható a termés mérete, alakja, a magvak száma és termésen belüli eloszlása között. Ezt a jelenséget legjobban a szamócánál lehet megfigyelni, mivel az aszmagtermések a meghúsosodott receptakulum külső felületén helyezkednek el, így az operatív beavatkozás igen egyszerű. Mindegyik aszmag a körülötte levő receptakulum szövet növekedését stimulálja és ha az aszmagokat eltávolítjuk a fiatal termésről, különböző alakú szamócákat kapunk. Bár gyakran szoros összefüggés van a magvak száma és a végső termésméret, a magvak eloszlása és a termés alakja között, nincs mindig szoros összefüggés a magvakban termelődött összes auxin mennyisége és a termés növekedése között. A korrelációnak ez a hiánya arra mutat, hogy bizonyos fajoknál nem az auxin játssza a fő szerepet a termés növekedésének szabályozásában, hanem abban más hormonok is részt vesznek. A fiatal magvak gazdag forrásai a gibberellinszerű anyagoknak is. Azonban szoros korreláció a termés gibberellin tartalma és növekedése között – hasonlóan az auxinéhoz – nem tapasztalható. A termés növekedését szabályozó szerepükre mutat, hogy exogén gibberellines kezeléssel partenokarpia indukálható, valamint számos faj termése gibberellin kezelés hatására megnagyobbodik. A gibberellin és az IES szinergisztikus hatású a paradicsom termés növekedésének serkentésében. Több mint kétszer olyan nagyok lesznek a termések, mintha csak gibberellin vagy csak IES-kezelést kaptak volna, jelezve, hogy mindkét hormon szükséges a termés növekedéséhez. A gibberellin kezelés hatására az ovárium auxin tartalma megnövekszik, tehát a gibberellin hatása közvetett lehet. Magot tartalmazó vagy mag nélküli termések féloldalas gibberellin kezelése aszimmetrikus növekedést eredményez, amely egyenlőtlen sejtmegnyúlás eredménye. Néhány esetben úgy tűnik, hogy a sejtmegnyúlást a termés növekedésekor inkább a gibberellinek szabályozzák, mint az auxinok. Ez a helyzet különösen szembetűnő a mag nélküli változatoknál, pl. a szőlőnél. Itt úgy látszik, nem az auxin tartalom a limitáló; a termés növekedésének sejtmegnyúlási szakasza elsődlegesen a magas gibberellin szinttel van összefüggésben. Az ilyen terméseknél az exogén gibberellinkezelés még tovább növeli a termés méretét. Más terméseknél mind a gibberellin, mind az auxin fontos szerepet játszik a termés sejtmegnyúlási folyamataiban. A fejlődő termésekben sok citokinin is található, főleg azokban a szövetekben, ahol intenzív sejtosztódás van. A citokininek fontos szerepet játszanak a sejtosztódás szabályozásában.
25
Az auxin indukálja a szállító elemek differenciálódását. A xilém és floém mennyiségének az arányát az auxin koncentráció szabályozza. Magas auxin koncentráció a xilém és a floém differenciálódását egyaránt indukálja. Alacsony auxin koncentráció csak a floém differenciálódását eredményezi. Tropizmus Tropizmus: olyan helyzetváltoztató mozgás, amely egyirányú inger hatására következik be. Viszonylag lassú és a növekedésben, sejt-és szöveti szerkezetben beálló változások kísérik. Három fő rendszer szabályozza a növényi növekedés irányát: •
fototropizmus: fénytől függő növekedés,
•
gravitropizmus: nehézségi erőtől függő növekedés,
•
tigmotropizmus: érintéstől függő növekedés.
A fénytől és a nehézségi erőtől függő elhajlásos növekedés az auxin oldalirányú újraelosztásának az eredménye. A tigmotropizmusról kevésbé tanulmányozott, de feltehetően ebben is az auxin-gradiensnek van szerepe. A foto-és gravitropizmusban az auxin újra-eloszlása kulcsfontosságú. Az auxin hormonális hatása a sejtek megnyúlásának serkentése, és a helyzetváltoztató mozgás. Megvilágítás hatására a hajtás a fény felé görbül, ez a fototropizmus. A föld feletti hajtások jellemzője a fény hatására bekövetkező pozitív fototropizmus. (A "pozitív" kifejezés arra utal, hogy a hajtás a fény felé hajlik el. A fénnyel ellentétes irányba történő görbülés neve negatív fototropizmus lenne.) A nehézségi erő váltja ki a növények lefelé növekedését, geotropizmust. Hasonló hormonhatású szerek a jelenleg forgalomban lévő gyomirtók, amelyek nem találhatók meg a növények szerveztében, hanem szintetikusan előállítottak.
26
Fototropizmus A fény hatására az árnyékos oldalon alakul ki optimális auxin-koncentráció, ami egyenlőtlen növekedéshez, végsősoron görbüléshez vezet. A fény hatására fényérzékeny csoportot tartalmazó fehérjék módosulnak, s egyes módosulatok az árnyékos, míg mások a fény felőli oldalon halmozódnak fel, s ezek eloszlásbeli különbsége van hatással az auxinkoncentrációra. A fény felőli oldal szuboptimális auxin-koncentrációja gátolja a növekedést, az árnyékos oldalon kialakuló optimális auxin koncentráció azonban serkenti a növekedést, így egyenlőtlen megnyúlás következik be, ami a fény felé görbülést eredményez.
A fototropizmus Cholodny-Went modellje szerint a füvek hajtáscsúcsa három funkciót lát el: o
az auxin termelése,
o
egyirányból érkező fényinger percepciója
o
fényingerre adott válaszul az IES oldalirányú szállítása.
A hajtáscsúcsban termelt auxin a bazipetális szállítódás helyett az árnyékos oldalra szállítódik. A kukorica hajtáscsúcsában az auxin termelése a csúcsi 1-2 mm-es szakaszra korlátozódik, a fényérzékelés és az oldalirányú auxin-szállítás a csúcsi 5 mm-re. Az árnyékos oldalt elért auxin bazipetálisan a megnyúlási zónához szállítódik és serkenti a sejt megnyúlásos növekedését. A Cholodny-Went hipotézist és a savas növekedési hipotézist illetően megállapítható, hogy mindkettő szerint a fototropikusan elhajló hajtás vagy koleoptil árnyékos oldalán az apoplazma pH-ja savasabb, mint a megvilágított oldalon.
27
Gravitropizmus A gravitációs inger hatására a gyökér a gravitációs erőirányába mozdul, a hajtás ellenkezőleg. Mindkét esetben az auxin újraeloszlása váltja ki a reakciót. A gyökér esetében a gyökérsüvegben elhelyezkedő speciális sejtek (sztatociták) keményítő-szemcséinek elmozdulása hatással van a sejtből az auxint kifelé mozgató transzporter fehérjék működésére, ezek járulnak hozzá a gyökér szöveteiben az auxin újraeloszlásához. A gyökér földhöz közelebbi oldalán az optimálisnál nagyobb auxin koncentráció alakul ki, amely gátolja a növekedést, a felsőoldalon kialakuló optimális koncentráció azonban serkenti azt, így egyenlőtlen növekedés indul meg, ami végül a gravitációs erőirányába forduló gyökérnövekedést eredményez. A gravitropizmus is az auxin oldalirányú újraelosztásán alapul. Ha egy zab növénykét sötétben vízszintes helyzetben nevelünk, akkor válaszul a gravitációra a koleoptil felfelé görbül, mert a koleoptil alsó részében több az auxin, mint a felső részben. Az egyirányú fénnyel ellentétben a gravitáció nem okoz gradienst a növényi szerv alsó és felső része között. A nehézségi erő érzékelésére ezért lehulló, vagy kiülepedő részecskék mozgása szolgálhat. A nehézségi erőt az amiloplasztiszok érzékelik, amelyeket sztatolitoknak nevezünk, az érzékelésre specializált, sztatolitokat tartalmazó sejteket pedig sztatocitáknak. A sztatolitok elmozdulása közvetlen ingerként a sejtek membránjára hat. Az auxin oldalirányú újraelosztása a gyökérsüvegben is megtörténik.
28
Gibberellinek Japán kutatók (elsőként Eviti Kuroszava) fedezték fel a rizs betegségével kapcsolatban. „Bakanae”(bolond növény): extrém megnyúlás, klorózis, késői virágzás. A hatóanyag egy Gibberella nevű gombából származott, de növényekben és baktériumokban is megtalálható. Négy gyűrűs, oxigént tartalmazó vegyületek. 2004-es adat szerint 126-féle gibberellin található, de egy növényből maximum 15 van. Szabad formában, illetve kötött formában (glükózhoz kapcsoltan) fordulnak elő. A gibberellinek csoportjához sok hasonló szerkezetű (tetraciklikus diterpenoidsav) vegyület tartozik. Az ismert gibberellinek száma meghaladja a 110-et (Kende és Zeevaart, 1997). Elsősorban az érett kloroplasztiszokban képződnek. A gibberellinek két nagy csoportra oszthatók: a C19 és a C20 típusú gibberellinekre (molekulavázuk 19, ill. 20 szénatomot tartalmaz). A C19 típusú gibberellinek biológiailag aktívak, a C20 típusúak pedig – ismereteink szerint – a C19 gibberellinek metabolikus prekurzorai. A gibberellinek bioszintézisének kiinduló vegyülete a mevalonsav.
A G3 gibberellinsav szerkezeti képlete
Hatásukat a merisztematikus szövetekre fejtik ki, egyrészt a sejtosztódás fokozásával, másrészt a már nem osztódó, de még nem differenciálódott sejtek megnagyobbodásának indukálásával. Aktivitásuk eredménye sok tekintetben az indol-3-ecetsavhoz hasonló, ami arra utal, hogy részben az auxinszintézis serkentésén keresztül fejtik ki hatásukat.
A zárvatermőkben a gibberellinek leggyakrabban az éretlen magvakban, hajtás-és gyökércsúcsban, és fiatal levelekben találhatóak. A transzport nem poláris: a fa-és a háncs- részben minden irányban mozoghatnak.
29
A gibberellin élettani hatásai: -serkentik a megnyúlásos növekedést (↔IES), érett állapotú fák, cserjék, egyes lágyszárúak; sejtosztódás is; a sejtfal pH nem csökken jelentősen -serkentik a magvak és spórák csírázását, rügyek kihajtását száraz mag vízfelvétele→gibberellin termelés→amiláz szintézis→cukrok - befolyásolják a juvenilis állapot fenntartását - virágzás (káposztafélék –Brassicaceae) - szabályozzák a terméskötést és –érést (szőlő), gazdaságilag legjelentősebb: a magnélküli szőlő bogyóméretének növelése.
30
Citokininek Prokariótákban és eukariótákban egyaránt általánosak. Többnyire purinvázzal rendelkeznek, de számos különféle oldallánc és konjugált forma lehet. Mindenféle növényből kimutatták, zárvatermőkben leggyakrabban a gyökérben, azon kívül a magvakban, termésekben, fiatal levelekben.
A: a citokininbázisok, B: nukleozidok és C: nukleotidok általános szerkezeti képlete Fontosabb biológia történelmi adatok a citokininek tanulmányozása során: •
1913-ban Gottlieb Haberlandt, osztrák tudós, egy ismeretlen növényi hatóanyag sejtosztódást
indukál •
1940? – J. van Overbeek, holland származású tudós, a kókusztej is hatásos növényi embriók
növekedésére •
1950? – Skoog és Miller, amerikai tudósok, állott heringsperma-DNS szintén jól jön (adenin)
Cytokynesis – sejtosztódás A citokininek a sejtosztódás szabályozásáért elsősorban felelős növényi hormonok. A szabad citokininbázisok többsége izopentenil oldalláncot viselő adeninszármazék. Két alaptípusuk a zeatin (Z) és az izopentenil-adenin (iP) (94. ábra). A purinváz 9. nitrogénatomjához gyakran kapcsolódik ribóz vagy glükóz gyűrű, ilyen például a 9-zeatin-ribozid ([9R]Z), vagy a 9-izopentenil-adenin-ribozid 31
([9R]iP),
amelyeket
citokinin-nukleozidoknak
neveznek.
A
cukor-molekulához
foszfátcsoport
is
kapcsolódhat, ezek a citokinin nukleotidok. A citokininek élettani hatásaik: •
serkentik a sejtosztódást. Csak növényi sejtekben, állatiakban nem és rák okozásában, illetve
gyógyításban nincs szerepük; •
serkentik a sziklevelek növekedését. A sziklevelekben a megnyúlást (a sejtfal savasodása
nélkül) és a szabad cukrok mennyiségét is növelik; •
szabályozzák a vegetatív szervek kialakulását (az auxinnal együtt – az arányuk is fontos) ;
•
serkentik a kloroplasztiszok érését;
•
késleltetik az öregedést (leválasztott szervekben).
A növényi hormonok hatásmechanizmusában az egyes hormonok aránya is döntő fontosságú. Például az auxin és a kinetin (ez egy citokininek csoportjába tartozó anyag) arányának megváltozása milyen hatással lehet növényi szövetkultúrára. A magas auxin:kinetin arány gyökér, míg az alacsony arány hajtás regenerációjának kedvez növényi kallusz (differenciálatlan osztódó sejtek tömege) kultúrából. Gubacs fűzlevél Gubacsdarázs – a peték citokinineket termelnek, amelyek sejtosztódást indukálva létrehozzák a gubacsot és szabad cukrokat tesznek elérhetővé. A levél többi része öregedésnek indul. Tavasszal a kifejlett rovar elhagyja a gubacsot és új levelet keres.
32
Etilén Az etilén a növekedést serkentő hormonok antagonistája, a megnyúlásos növekedés fékezője. Szintézise a metioninciklusból vezethető le, de telítetlen zsírsavak peroxidációja során is képződik.
Az etilén szerkezeti képlete Fontosabb biológia történelmi adatok a etilén tanulmányozása során: •
1901-ben – Dmitrij Neljubov egyetemi hallgató: „a gázlámpák hatása a levélhullásra”.
•
1910-ben – Japán Mezőgazdasági hivatal: „A narancsot ne tárolják együtt a banánnal!”.
•
Az első gáznemű növényi hormon. A magasabbrendű növények szinte minden sejtje; mohák,
gombák, egyes baktériumok is termelnek etilént. Az etilén szintéziséhez oxigén szükséges. •
A fiatal merisztematikus (osztódó szövetes) régiók és az öregedő szervek, termések általában
több etilént produkálnak, mint az értett szövetek.
Az etilén koncentrációjának növekedése a banán érése során
33
További élettani hatásai: a légzés fokozódása, a virágképzés indukciója, a termésérés serkentése és a levelek leválása. A növényre ható biotikus és abiotikus stresszek szintén megnövekedett etiléntermelést okoznak.
Az etilén élettani hatásai: termésérés (füstölő hatása a gyümölcsérésre) virágzás (főleg gátlás, ritkábban serkentés) abszcisszió (leválás) egyivarú virág nemi elköteleződése (női irány; gebberellinek: hímivarú irány) tigmomorfogenezis Tigmomorfogenezis Tigmomorfogenezis – rázás hatása – a sejtfalak cellulóz mikrofibrillumai között több keresztkötés jön létre, gátlódik a megnyúlás. Etilén hatása ellentétes az indolecetsav hatásával. Adaptív válasz a szél hatására. Hármas válasz az etilénre: csökken a megnyúlás, szélesednek a sejtek és görbülés – oldalra növekedés – jön létre. Abszcisszióz (leválási) zóna: a levélállási zónában a felhalmozódó etilén hatására lebomlik a középlemez és így elválnak egymástól a sejtek-sejtfalak. Használják a termésbegyűjtés szinkronizálására is. Az auxin sokszor növeli az etilén szintézisét is.
34
Abszcizinsav Az abszcisszinsav a növényi szintetikus folyamatok széles körének gátló hormonja, mely a gibberellinekhez hasonlóan diterpenoid vegyület.
Az abszcisszinsav szerkezeti képlete A plasztidokban szintetizálódik, hatását az intenzív anyagcserét folytató szövetekre fejti ki. A növekedés gátlása mellett szabályozza a levelek leválását, valamint a rügyek nyugalmi állapotát. Szárazság- és hidegstressz hatására a növények abszcisszinsav-tartalma fokozódik, és így emelkedik ezekkel a stresszekkel szembeni ellenálló képességük. Az abszcizinsav-szintézisben gátolt mutáns növény könnyen kiszárad szárazságstressz esetén, mert nem záródnak megfelelő számban és ideig a sztómák, melyek nem kapnak jelet a bezáródásra az abszcizinsav hiányában. Az abszcizinsav egyik legfontosabb funkciója a sztómazáródás elősegítése stressz esetén. Az abszcizinsav élettani hatásai: serkentik a levelek leválását, az abszcissziót; általában gátolja a rügyek növekedését; sok fajban késlelteti a magvak csírázását; sok esetben gátolja más hormonok serkentő hatását, vagy velük ellentétesen hat; sztómazáródást (gázcserenyílás záródás) idéz elő (stresszhormon); siettetheti az öregedést. Hogyan válik le a levél a növényről? A levelek lehullását egy növényi hormon (abszcizinsav) szabályozza. Ha a hormon áramlása a levél felől csökkenni kezd, a levélnyél és a hajtás találkozásánál kialakul egy leválasztó szövet. Ez eltömíti a kapcsolatot az áttelelő egyéb növényi részekkel. A levél a leválasztó réteg mentén úgy hullik le, hogy nem hagy maga után durva sérülést.
35
Hormonhatású növényi növekedésszabályozó anyagok Ma már számos más egyéb hormonhatású növényi növekedésszabályozó anyag ismert: szteroidok, jázmonsav, szisztemin, szalicilsav, nitrogén-monoxid (NO), stb.
Fitoszterinek – növényi szteroidok A szteroidok kutatása a múlt század elején (1903-1908) Windaus és Diels munkássága eredményeként indult fejlődésnek. (Diels 1908-ban igazolta, hogy a koleszterin gyűrűrendszere aliciklusos és négy gyűrűt tartalmaz; Windaus 1914-ben valószínűsítette, hogy a koleszterin és az epesavak szerkezete hasonlóságot mutat stb.) A szteroidok felosztása (csak a hormon jellegű anyagokat vesszük számításba) A. Szteroid alkoholok (szterinek) feloszthatóak: 1.
Zooszterinek (állati és emberi szervezetben előforduló szerinek)
2.
Fitoszterinek (növényekben előforduló szterinek)
3.
Fungi- vagy mikoszterinek (gombákban előforduló szterinek)
B. Nemi hormonok szerinti felosztás: 1. női nemi hormonok: ösztrogének és gesztagének 2. férfi (hím) nemi hormonok: androgének C. Mellékvesekéreg-hormonok (kortikoszteroidok) 1. glükokortikoidok 2. mineralokortikoidok D. Metamorfózishormonok, ekdiszteroidok Fitoszterinek (növényi szterinek): szerkezetük csak abban különbözik a koleszterinétől, hogy molekulájukban a C24- szénatomhoz metil-, vagy etilcsoport kapcsolódik. A legelterjedtebb növényi szterinek egyike a sztigmaszterin, amely elsősorban a kalbárbab (Physostigma venenosum) és a szója (Glycine soja) termésének olajában fordul elő. Korábban fontos szerepet játszott néhány nemi hormon szerkezetének vizsgálatánál és félszintetikus úton történő előállításánál.
36
A sztigmaszterin szerkezeti képlete
a)
b) Fitoszterinek jellemző képviselői: a) β-szitoszterin; b) sztigmaszterin
A sztigmaszterin a legtöbb növényi zsíros oljaban a β-és a γ-szitoszterin is megtalálható. A β-szitoszterin a gyapotmag olajának fő komponense, a γ-szitoszterin pedig elsősorban szójaolajban izolálható. Mindkét vegyület a sztigmasztein oldalláncában telített származéka. Érdekességük, hogy csak a C24- szénatom, mint aszimmetriacentrum konfigurációjában különböznek. A fitoszterinek – vagy növényi szterinek – olyan természetesen előforduló vegyületek, melyek szerkezetükben igen nagy hasonlóságot mutatnak a koleszterinnel. A szerkezetük mellett biológiai szerepük is hasonló, tekintve a sejtek foszfolipid membránjában kifejlett stabilizáló hatásukat. Növényfajokból eddig több mint száz különböző féle fitoszterint azonosítottak, melyek közül a leggyakoribb képviselők a szioszterin, a sztigmaszterin, az ergoszterin és a kampeszterin. A növényekben a szterinek szabad alkoholok, zsírsavészterek, szteroid-glikozidok és acilált szteroidglikozidok formájában vannak jelen. A fitoszterineknek jelentős szerepe van a gyógyszer- (terápiás szteroidok gyártása), az élelmiszer- (funkcionális élelmiszerekben, mint anti-koleszterin adalékanyag). és kozmetikai ipari területeken, termékekben. Ezek után nem véletlen, hogy a természetes forrásokból származó fitoszterinek megfelelő és hatékony kinyerésére irányuló kutatásokat döntően nem a tudományos területek, hanem az ipar képviselői végezték. Az utóbbi években jelentős azon kiadványok száma, melyek a fitoszterinek feltárási és tisztítási módszereinek javításával foglalkoznak. A növényi szteroidok iránti növekvő kereslet főképp a funkcionális élelmiszerek széleskörű elterjedésének hatására következett be.
37
Jázmonsav A jázmonsav a növényben a mechanikai sérülés egyik hírvivője, de sok más szerepe is lehet. A metilszármazéka, a metil-jamonát illékony vegyület, amelyet a sérülést szenvedett növény képes kibocsátani magából és a hormon a közeli növényekbe bejutva védekező választ vált ki. A jázmonsav hatására aktiválódnak a proteinázgátló fehérjemolekulák génjei, így a sérülés helyén az állati fehérjeemésztő enzimek (a tripszin és a kimotripszin) működését leállító növényi gátlóanyagok keletkeznek, amelyek emésztési zavart okoznak a növényevőben. Hüvelyesekben a proteinázgátlók mellett α-amilázt gátló védőfehérje is képződik, ami a növényi táplálékban levő keményítő emésztését akadályozza meg. Továbbá, a lektinek is, cukorláncot tartalmazó fehérjékre kifejtett denaturáló hatásuk mellett, a növényevők tápcsatornájában a hámsejtek általi tápanyagfelvételt is gátolják. Ezekkel párhuzamosan a jázmonsav egy részéből illékony metil-jázmonát keletkezik, amely a levegő útján átjut a szomszédos növényekbe. Így, a légtéren keresztüli vegyi kommunikációval a sérült növény riasztja szomszédait, hogy ezek idejében felkészülhessenek egy esetleges támadásra. A jázmonsav közvetítésével megvalósuló lokális jelzés főleg patogén mikroorganizmusok és apró gerinctelenek általi sebzés során, a szisztemin segítségével kialakuló szisztémikus jel pedig főleg nagyobb növényevő állatok támadása során hatékony. Szalicilsav (o-oxobenzoesav)
C6H5(OH)COOH
Az aromás oxi-karbonsavak egyike, amono oxi-karbonsavak közül a legjelentősebb. A szalicilsav vízben jól oldódó kristálytűkből áll. Vas (III)-kloriddal ibolyaszínűreszíneződik. A szalicilsav biotikus stressz esetén kap szerepet. Felhasználása. Antiszeptikus hatású ezért korábban befőttek és más élelmiszerek tartósítására használták. Acetil-származéka (acetilszalicilsav-aszpirin) régóta használt emberi gyógyszer. Nátium-sóját gyógyszerként alkalmazzák izületi gyulladás ellen. Acetilszármazéka az acetil-szalicilsav, amelyet a Bayer aszpirin néven védett le, gyógyszerként. Kalcium-sóját hozzák forgalomba Kalmopyrin néven. Mindkettő jó hatású fejfájás, reumás fájdalmak, stb. ellen.
38
Nitrogén-monoxid – stresszválaszok növényekben (Erdei László írása nyomán) A nitrogén-monoxid szerepe a gyökér növekedésében szárazság-stressz alatt A gyökérrendszer fejlődését a belső, főként hormonális és sejtciklus szabályozó tényezők mellett környezeti tényezők is befolyásolják, melyek közül a legmarkánsabb hatású a vízstressz és a tápanyag ellátottság. A tanulmányok folytak egy környezeti faktor (ozmotikus stressz) és egy tipikus belső faktor (auxin) hatását vizsgálva a főgyökér megnyúlása során, a másodlagos (oldal-) gyökérfejlődésre és a nitrogénmonoxid jelmolekula keletkezésére. Víz-stressz során a gyökerek megnyúlása általában erősen gátolt, bár enyhe ozmotikus stressz képes stimulálni a növekedést. Voltak olyan vizsgálatok, amelyek rámutattak, hogy a n9vények környezeti hatásokra adott válaszai során a kulcsfolyamat az oxidatív stressz és az auxin közötti kölcsönhatás, ami módosult növekedést és fejlődést eredményez. Ezt alátámasztják azok az elvégzett kísérleti eredmények, amelyek a növekvő ozmotikus stresszre és az auxin kezelésre adott gyökérfejlődési válaszok hasonlóságát vizsgálta. Az ozmotikus stressz hatás és az auxin kezelés hasonló gyökérmorfológiát alakított ki borsó növényben: a kezelések koncentrációjának növekedésével a főgyökerek megrövidültek, az oldalgyökér nem gyarapodott. Mindkét faktorNO-felhalmozódást idézett elő a gyökerekben. A NO-képződés időbeli tulajdonságai azonban különböztek. Az ozmotikus stressz hatására két fázisúNO-akkumuláció következett be: egy tranziens, átmeneti NO-felszabadulás („stressz-NO”), melyet egy lassú, nagymértékű NO-képződés követett. Auxinkezelés hatására ilyen tranziens NO-csúcs megjelenést nem tapasztaltak. Ezzel igazolódott, hogy az ozmotikus stressz által indukált oldalgyökér fejlődés megindításához a borsóban „stressz-NO”-ra van szükség. A kísérleteket végzők eredményeket kaptak a NO gyökérfejlődésben játszott szerepéről borsó növényben, a NO lehetséges enzimatikus jellemzőire szerettek volna választ kapni. Ezekhez a kísérletekhez vad típusú, nitrogén-monoxid szintáz (NOS) mutáns és nitrát-reduktáz (NR) enzimben hiányos lúdfű (Arabidopsis thaliana L.) növényeket használtak fel. A vizsgálatok eredménye a következő volt. Az auxinkezelés hatására bekövetkező NO-produkció összefügg a nitrát reduktáz enzim múködésével a lúdfű gyökérprimordiumokban. Az ozmotikus stressz során tranziens módon megjelenő „stressz NO” képződésében sem a nitrát reduktáz, sem pedig a nitrogén-monoxid szintáz enzim nem vesz részt. Ezen folyamat hátterében nem enzimatikus szintézsi utak állhattak. Az ozmotikus stressz által indukált késői NO megjelenése egyértelműen függ nitrát reduktáz enzim működésétől a lúdfű gyökérkezdeményeiben.
39
http://www.otka.hu/otka-magazin/tamogatott-kutatasok/2008-ban-lezarult-projektek/stresszvalaszok
Összefoglalva (növényi hormonok) Bár lehet jellegzetes hatásuk, egyéb hatásaik is vannak. Egy hormon – több hatás. A hormonhatás függ: koncentrációtól, egyéb hormonoktól, érzékenységtől stb. Egy bizonyos hatást több hormon is okozhat. A válasz inkább függ a hormonok mennyiségének változásától, mint adott hormon meglététől.
40
A belső elválasztású (endocrin) mirigyek az állatok országában Az állatok belső elválasztású mirigyeinek általános jellemzése A belső elválasztású, endocrin mirigyeknek nincsen kivezető csőrendszerük, váladékuk (incretum, hormon) a vér, illetve a nyirokerek és az idegrostok útján vagy az idegrostok mentén (neurosecretio) a keringő vérbe s ezáltal a szervezet minden részébe eljut. Hormonjaik egy részének hatása általános, más részük egy bizonyos szerv vagy szervrendszer (célszerv) működését befolyásolja: serkenti vagy gátolja, esetleg megváltoztatja a funkcióját, de enzimaktivitást is fokozhat. Az egyes belső elválasztású mirigyek egymással egyező, synergeta vagy ellentétes, antagonista hatást fejtenek ki, működésük kölcsönös, harmonikus egységet képez. A mirigyek egymás működését is befolyásolják.
Jellemző
erre
az
ún. „feed-back”
mechanizmus, amikor
az
egyik
mirigy
hatóanyaga,trophormon, az utóbbi mirigy működését, azaz hormontermelését fokozza. Ugyanakkor a trophormonhatás által serkentett mirigy szekretált hormonja visszahat, gátolja a trophormon szintézisét és leadását a vérbe (negatív visszacsatolás; negatív „feed-back”). A hormonok koncentrációja a vérben, a szervek, a szövetek hormonmegkötése a hormonoknak a szervezetből való kiürülése következtében állandóan csökken, ami fokozza a trophormonok szintézisét. Ritkán előfordul pozitív „feed-back” is, ilyen pl. az, amikor a vér oestradiolszintje emelkedik, és fokozza a luteinizáló hormon ürülését az adenohypophysisből. A hormonok ilyen módon a szervezet életfolyamatait „vegyi (humorális) szervezés” formájában irányítják. A hormontermelő mirigyek működését ugyanakkor az idegrendszer „idegi szervezés” alakjában szabályozza. A kétféle, egymást kölcsönösen befolyásoló, működés a neurohormonalis szabályozás. A hormon viszonylag lassan jut el működési helyére, viszont állandó termelődése következtében hatása is állandó. A hormontermelés megszűnte után a vérbe juttatott hormonok mindaddig hatnak, amíg carrier molekulákhoz nem kötődnek vagy a vérből teljesen el nem tűnnek. A hormon tehát lassan jut el a hatás helyére, viszont a hatása hosszabb ideig is tart. Az idegingerület viszont gyorsan jut el a szervhez és gyorsan szűnik is meg. A belső elválasztású mirigyek: az agyfüggelék, a tobozmirigy, a pajzsmirigy, a hámtestecskék (mellékpajzsmirigyek), a mellékvese, a magzatmirigy. Hormont termelnek azonkívül szervrészletek, sejtcsoportok, így a hasnyálmirigy Langerhans-szigetei, a nemi mirigyek interstitialis sejtjei, a Graaf-tüsző hámja, a sárgatest és a placenta is. A belső elválasztáshoz hasonló működést tulajdonítanak még bizonyos szöveteknek és szerveknek is.
41
MI JELLEMZŐ AZ ÁLLATOK HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁSÁRA? Kis mennyiségben nagy hatásúak, többségük nem specifikus, nem ott hatnak, ahol termelődnek, változatos felépítésű szerves vegyületek. Állati hormonok általánosságban: aminosavszármazékok, peptidek, fehérjék, szteroid típusú vegyületek. Inzulin:a peptidek lánccá kapcsolódott aminosavakból állnak. A lipidekhez tartozó szteroidok közös jellemzője a 4 gyűrűt tartalmazó szteránváz pl.nemi hormonok. A hormonhatás valamely sejtműködés szabályozására irányul, pl. anyagcsere, összehúzódás, növekedés, szaporodás. A szabályozás hatásterületei: -
1.testfelépítés testalak, testméret, nemi jelleg, vedlés, átalakulás.
-
2.viselkedés szaporodással és vészhelyzettel kapcsolatos viselkedések.
-
3.belső környezet állandóságának szabályozása: bioszintézisek-, vércukorszint-,
kiválasztás szabályozása. Az állatok különböző csoportjainak hormonális rendszere Az állatoknál az idegrendszer részt vesz a hormontermelés szabályozásában, a termelődő hormonok befolyásolják az idegrendszer működését, ez a neuroendokrin-rendszer ( kétféle szabályozású). Neuro: idegi; endokrin: belső elválasztású szabályozás. Ősibb erdetű allati szervezetekben a neuroszekréciós sejtek termelnek hormonokat. Ezek módosult idegsejtek. Bennük a Golgi-készülékből hormont tartalmazó membráncsomagok fűződnek le. A hormon kiürülése exocitózissal történik. -
Csalánozók: neuroszekréciós sejtek hormont termelnek, a növekedést serkentik.
-
Laposférgek: neuroszekréciós sejtek hormont termelnek, a növekedést serkentik
-
Hengeresférgek: neuroszekréciós sejtek hormont termelnek, a növekedést serkentik
-
Gyűrűsférgek:
a
neuroszekréciós
sejtek
csoportokba
tömörülnek,
alattuk
hajszálérrendszerben gazdag terület van. Növekedést, ivarérést, szaporodást szabályozzák. -
Ízeltlábúak: A neuroszekréciós sejtek mellett megjelennek a belső elválasztású
mirigyek. -
Gerincesek: a neuroendokrin rendszer szabályozó központból és több elkülönült
mirigyből áll. A központi részt a hipotalamusz és az agyalapi mirigy (hipofízis) alkotja. A hipotalamusz a gerincesek agyának elkülönült része, a neuroszekréciós sejtek ebben találhatóak, 42
olyan hormonokat termelnek, amik az agyalapi mirigy hormontermelését szabályozzák. Az agyalapi mirigy hormonjai további belső elválasztású mirigyeket késztetnek a hormonjaik előállítására. Pl.: pajzsmirigy, mellékvese, ivarmirigyek hormontermelő sejtjei. Ha ezek több hormont termelnek, az gátló hatású a szabályozó központ működésére. A rendszer normális működését a folyamatos visszajelzés biztosítja (hierarchikus rendszer). A neuroendokrin rendszerre a központi idegrendszer hatása a hipotalamuszon keresztül érvényesül. A belső elválasztású mirigyek közül néhány az agyalapi mirigy hatásától függetlenül működik, pl.: mellékpajzsmirigy, hasnyálmirigy.
Hipofízis (agyalapi Nemi
Pajzsmirigy
szervek
Endokrin rendszer
Mellékpajzs‐
Hasnyálmirigy
mirigy Mellékvese
Gerincesek hormonális rendszerének vázlata. Felső szabályozó központ az agyalapi mirigy (hipofízis). Ennek hormonjai szabályozzák a többi belső elválasztású mirigyet. Melatonin hatása a gerinceseknél Az állatok többségénél, a létfenntartáshoz való alkalmazkodás eredményeként az életfolyamatokban bizonyos szezonalitás figyelhető meg. A szaporodásbiológiai folyamatok, az étvágy, a köztakaró állapotának stb. évszakonkénti változása neurohormonális szabályozás alatt történik, melynek pontos mechanizmusa nem ismert, biztos azonban, hogy a melatoninnak központi szerep tulajdonítható benne. A tobozmirigy melatonintermelése a fotoperiódussal változik, azaz mint neuroendokrin transzducer a fényhatást hormonális jellé alakítja át. Nappal, azaz világosban csökkenő, míg az éjszakai sötét órákban emelkedő hormonszint mérhető. A nyárból az ősz felé haladva a hosszabbodó éjszakák fokozzák a melatonintermelést. A melatonin elsősorban a hipotalamusz kissejtes területén hat, az ott termelődő liberinek kiáramlását szabályozza. Hatása a gonadotrop hormonokra közvetett, sem pro-, sem antigonadotropnak nem mondható. A szaporodási ritmusra 43
hat úgy, hogy a szaporodási időszak, a létfenntartás és az utódnevelés szempontjából is a megfelelő évszakra essen. Juhoknál melatonin hatására beindul az ivari ciklus (rövid fotoperiódus), ugyanakkor lovakban (hosszú fotoperiódus) az emelkedő melatonin termelés gátolja az ivarérést, az ivari működést. A szaporodásukban szezonalitást mutató háziállatainknál gazdasági szempontból indokolt lehet ennek a szabályozásnak a megváltoztatása. Juhokban, gímszarvasban melatoninkezeléssel ivarzás váltható ki a szaporodási szezonon kívüli időszakban is. Pajzsmirigy működése gerinceseknél Az alsóbbrendű gerinchúrosok állatoknál (halak, kétéltűek) van vezetéke. A felsőbbrendű gerinceseknél, és ugyanakkor az embernél is, ez a mirigy belső elválasztásúvá alakult át (módosult kopoltyú készülékből fejlődött ki). Hasnyálmirigy működése gerinceseknél A hasnyálmirigy hormonjainak jelentősége állatfajonként különböző. A húsevők különösen érzékenyek az inzulin hiányra, míg a kérődzők évekig is zavartalanul átvészelik azt. Ez utóbbinak oka valószínűleg a kérődzők jellegzetes, az illó zsírsavakra épülő intermedier anyagforgalmában rejlik. Ezt látszik alátámasztani az is, hogy az inzulinszekréciót kérődzőkben nem a magasabb vércukorszint, hanem a magasabb illózsírsavkoncentráció váltja ki.
44
Az ízeltlábúak hormonális rendszere (részletesebben) A rovarok fejlődési típusai Az agyban lévő neuroszekréciós sejtek a belső elválasztású mirigyet aktiváló hormont termelnek. Két fő hormont különítünk el: -juvenil hormon, ami fenntartja a fejletlen állapotot, forrása a corpus allatum, kémiai természete terpenoid -vedlési hormon, kiváltja a vedléseket és a metamorfózist, a protorakális mirigy termeli, kémiai természete szteroid. Agy Neuroszekréciós sejtek
Agyi hormonok
Vedllési hormon
Juvenilis hormon
Vedlési hormon – bebábozódást serkenti. Juvenilis hormon – fiatalkori állapotot tartja fenn. A rovarok hormonális szabályozása - Vedlési hormon hatására a lárva bebábozódik, majd a következő lárvaszakaszba lép. - A juvenilis hormon hatására a lárvaalak marad, növekszik. - Amikor megnő ismét a vedlési hormon szintje= bebábozódik, s kialakul a kifejlett rovar. Sok vedlési hormon kifejlett rovar törpe méretű. Sok juvenilis hormon óriás méretű lárva. Az egyik belső elválasztású mirigy (az agyi hormon hatására) elkezdi a vedlési hormon elválasztását, ennek bebábozódást serkentő hatása van. A másik belső elválasztású mirigyben termelődik eközben a juvenilis hormon, ami az átalakulást késlelteti. A fejlődési szakaszokban az emelkedő vedlési hormonszint kiváltja a vedlést. Ezután a juvenilis hormon termelődik, ami megakadályozza a bebábozódást; a lárva a vedlés után a következő lárvafejlődési szakaszba kerül. A többi szakaszban a juvenilis hormon egyre kisebb mennyiségben termelődik, a bábállapotkor termelése megszűnik. A vedlési hormon hatására kialakul a báb, kibújik a rovar. Ezeknek a hormonoknak a nem megfelelő mennyiségben való termelődése a következőkhöz vezet:
45
-
Ha több vedlési hormon termelődik, a vedlések közti időtartam lerövidül, a kifejlett
rovarok életképtelenek, törpe méretűek lesznek. -
Ha több juvenilis hormon termelődik, az meghosszabbítja a lárvafejlődési szakaszokat,
késlelteti az átalakulást. Óriási lárvák fejlődnek, de a hormon meggátolná a bábállapot kialakulását, az óriás lárvák elpusztulnak.
A rovar metamorfózis hormonális szabályzása Rhodnius poloskával végzett kísérletekből kitűnt, hogy a rovar fejlődés hormonális szabályozás alatt áll.
A halak hormonális rendszere A halak ideg- és hormonrendszere A hipotalamusz szabályozza az agyalapi mirigy működését, ami az endokrin rendszer irányítója. Elülső lebenyének hormonjai hatnak az ivarszervekre, a mellékvesére, a hasnyálmirigyre és a növekedésre. A középső és hátsó lebeny hormonjai az anyagcserét, a színsejtek működését és az ivari életet serkentik. A pajzsmirigynek megfelelő thyroid mirigy nem egységes szerv, tiroxin hormonja a növekedésre és az ivarérésre hat elsősorban. Mellékpajzsmirigyet a halaknál nem találtak, ennek szerepét az úgynevezett ultimobranchiális szerv látja el, ami a kopoltyúk mögött, a nyelőcső alatt található. A mellékvese diffúz szerv, a kéreg és velőállomány elkülönülve helyezkedik el a testüregben. Az adrenalin és a hasnyálmirigy (mely szintén nem egységes szerv a halaknál) által termelt insulin összhatása biztosítja az állandó vércukorszintet. A csecsemőmirigy (timusz) hormonja a növekedést serkenti, a korai nemi érést gátolja.
46
A tobozmirigy a halaknál is egyfajta harmadik szemként működik, de hormont is termel. Az ivarmirigyek hormontermelő tevékenysége váltja ki az ivarzás jeleit és a sokszor nehezen észlelhető másodlagos ivarjelleget. PAJZSMIRIGY – halakban diffúz sejtcsoportok Hormontermelés és leadás alapegysége: follikulus (tüsző) - jód akkumulációja - jodin oxidációja jodiddá - aktivált jód → Tyr jodinációja → thyreoglobulin → szabad T4 (enzimatikus hidrolízissel hasad le) HATÁSAI: (1) Embrionális és korai posztembrionális fejlődés során - neuronok mikrotubuláris rendszerének kialakítása (2) Posztembrionális fejlődés során - alapanyagcsere fenntartása – mitokondriális folyamat - tengervíz – édesvíz adaptáció - szexualendokrin funkciók gátlása (hipothalamusz) Az ívás környezeti, vagy hormonális indukálása A természetben az ívás a halak környezetében bekövetkező változások érzékszervi észlelése során, az ebből következő idegi és hormonális állapot által vezérelve jön létre. A mesterséges halszaporításban úgy alkalmazzák a környezet és a hormonális állapot a befolyásolását, hogy azok az ovulációt (ikra leadás) és a spermiációt (spermaürítés) a kívánt időben és helyen idézzék elő. Az, hogy az ívatáshoz inkább környezeti, vagy inkább hormonális stimulusokat (késztetést) használ fel a tenyésztő az a szaporítani kívánt fajtól és a rendelkezésre álló lehetőségektől függ. A pisztráng, vagy a csuka üzemi szaporításában leginkább a vízhőmérséklettel és a napi megvilágítás hosszával szokás operálni, bár újabban a csuka esetében a hormonkezelés is terjedőben van. Ponty- és harcsafélék esetében inkább a hormonkezelést tekinthetjük döntő faktornak. A kétéltűek hormonális rendszere (részletesebben) Az amfibiák metamorfózisa a vízi életmódról a szárazföldire áttéréssel kapcsolatos. A farkos kétéltűekben ez a farok-úszó és a kopoltyúk felszívódásában és a bőr szerkezetének megváltozásában nyilvánul meg. Az anurák (farkatlan kétéltűek) esetén a változás óriási, szinte minden szervet érinti. Az alakváltozás nyilvánvaló. Kétéltűek metamorfózisa során történő változások Farkos kétéltűek 47
-
farokúszony eltünik
-
külső kopoltyú felszívódik
-
bőr megváltozik
Farkatlan kétéltűek (anurák) -
alak megváltozik
-
felszívódik: ebihal fogak, farok, kopoltyúk
-
létrejön: végtagok, bőrmirigyek, tüdő, gégefő, hallószervek
-
átalakul: bélcsatorna, állkapocs, szemek
Az ebihal fogai, kopoltyúja, és farka felszívódik. Létrejönnek a végtagok, és a bőrmirigyek. A helyváltoztatásban a farok-úszók funkcióját a végtagok veszik át. A növényevésre alkalmas fogazat eltűnik, és az állkapcsok átalakulnak, a nyelv és izomzata kialakul. A hosszú növényevő bél átalakul a húsevő életmódra alkalmas rövidre. A kopoltyú eltűnik, kifejlődik a tüdő a légcsővel , gégefővel, és a légzés izomzata. Az ebihal oldalvonala eltűnik, és átalakul a szem és létrejönnek a hallószervek. Sok biokémiai változás történik. Az ebihal hemoglobin oxigén kötése pH független, a kifejlett békáé pH függő, mint a szárazföldi állatoké általában. Az ebihal ammóniát választ ki, mint a halak, a béka ureát, mint a szárazföldi gerincesek. Ennek hátterében a májban a metamorfózis során megjelenő urea ciklus enzimei állnak. A kétéltű metamorfózis hormonális szabályzása A fenti sokféle metamorfotikus változást a trijodtironin (T3) váltja ki. Ez a hormon a pajzsmirigyben termelődik. Pajzsmirigy irtott ebihalak sosem fejlődnek békává, hanem hatalmas ebihallá nőnek.
A fejlődési változások összehangoltsága 48
Az átalakulás egyes részletei koordináltan, azaz meghatározott sorrendben következzenek be. Ez szükségszerű is. Például, a farok felszívódása a lábak kialakulása előtt a helyváltoztató képesség elvesztését jelentené. A békák metamorfózisa esetén a sorrendiséget a tiroid hormon koncentrációjának fokozatos emelkedése biztosítja. A hormon koncentráció emelkedése során különböző koncentrációknál különböző változások következnek be. Ezt a következő kísérletek igazolják. Pajzsmirigy irtott ebiahalakban alacsony tiroid hormon koncentráció mellett a bélcsatorna rövidülése és a hátsó lábak kinövése figyelhető meg, míg magas hormon koncentrációnál a farok hamarabb szívódik fel mint ahogy a lábak kinőnek. Kontrol
Kísérleti
6 nap 8 nap 10 nap 12 nap
Testtáj specifikus változások. A test különböző tájai különbözőképpen változnak a hormon hatására. Az ebihal farkának felszívódása gyorsan következik be. Izolált farokkal in vitro is bekövetkezik. A farok felszívódása szerv autonóm. Ha egy ebihal farkát egy másik állat törzsére ültetik át, az is felszívódik az átalakulás során. Ha ebihal szemet ültetnek be farokba, az nem szívódik fel. Ha a törzs bőrét átültetéssel kicserélik a farokéval, a metamorfózis során a törzsről származó bőr nem szívódik fel, míg a farokról származó bőr a törzsön is felszívódik. A hormonfüggő sejtpusztulás sejt autonóm.
Farokvég átöltetése a törzsre
Farok
49
Egyenként vizsgálva géneket a mRNS szintézis szempontjából, bizonyos gének mRNS-ének szintézise fokozódik, másoké csökken, megint másoké változatlan marad. A T3 adagolásra reagáló első gének közé tartoznak a tiroid hormon receptorokat (TR) kódolók. A tiroid hormon receptorok a szteroid receptorok családjába tartozó fehérjék. Két fajtájuk fordul elő, a TRalfa és TRbéta. Metamorfózis előtt szintjük alacsony. A metamorfózis beindulásával szintjük drámaian megnő. Minél magasabb a TR szint egy sejtben, az annál alacsonyabb T3 koncentrációra reagál. A receptorok szintje akkor a legmagasabb, amikor a metamorfózis látható változásai történnek. A tiroid hormon receptor gének T3-al indukálhatók.’ Hüllők hormonális szabályozása Életfolyamataik szabályozását fejlett idegrendszer és hormonális rendszer biztosítja. A hüllők hormonális rendszerének felépítése hasonló az előzőekhez, vagyis meg lehet különböztetni a hormonális rendszeren belül központi és környéki rész. A hormonális rendszer szervei a halakkal és a kétéltűekkel azonos szervek lesznek. Például a tobozmirigy által termelt melatonin-termelés a fény által irányított és befolyásolja az olyan életfolyamatokat, mint téli alvás. A mérsékelt övi hüllők téli álma bonyolult idegi és hormonális szabályozású. A színszabályozásért a köztiagy részei felelősek, pontosabban: -
epithalamus, amely melatonint termel;
-
hipothalamus, amely melanocita stimuláló hormont (MSH) termel. A madarak hormonális rendszere
A madarak párosodása és tojásrakása hormonálisan szabályozott folyamat, amely a mérsékelt övön a nappalok hosszabbodásának hatására indul meg. Ezért tojnak tavasszal több tojást a tyúkok. Nagyüzemi tyúkfarmokon a tyúkokat ablaktalan épületben tartják, ahol a megvilágítás időtartama tetszés szerint változtatható. Így az állatokat az év bármely szakában fokozott tojástermelésre lehet késztetni. A kalcitonin a pajzsmirigy parafollikuláris C-sejtjeiben termelődő peptidhormon. Madarakban külön szervben, az ún. ultimobronchialis mirigyben képződik, amely a mellékpajzsmiriggyel együtt a mellkas bejáratában helyeződik. Állományában a belső elválasztású funkciójú sejtek kötegeket, fészkeket alkotnak. A neuroendokrin rendszer A hypothalamus és a neurohypophysis
50
A hypothalamus–hypophysis rendszer működése szempontjából határozottan elkülönül a hypothalamus– adenohypophysis és a hypothalamus–neurohypophysis rendszer. Az adenohypophysis működését szabályozó neuroszekréciós sejtek „felszabadító” (releasing) és a szekréciót gátló (inhibiting) hormonokat termelnek, melyek az idegsejtek axonjaiban vándorolva érik el a hypophysis portalis keringését, majd ezen keresztül a hypophysis elülső lebenyébe (adenohypophysis) kerülnek. A hypothalamus más, többnyire nagyobb méretû, neuroszekréciós sejtjei zömmel két magban tömörülnek. A
két magcsoport idegsejtjeinek axonjai kötegbe rendezõdnek és a hypophysis hátulsó lebenyében
végződnek. Egyik hormonjuk az antidiuretikus hormon (ADH). Az adenohypophysis Az elülső lebenyének ún. troph-hormonjainak hatása megegyezik a többi gerinces állaton megismert viszonyokkal. A prolaktin specifikus jelentőségét azonban madarakon ki kell emelni. Ez a hormon szabályozza galambféléken a ”begytej”termelését, hozza létre az ösztrogén hormonokkal együtt a kotló- (vagy költő-) foltot (a has bőrének lecsupaszodása után az irha erősen kapillarizált, szinte ödémás lesz). Szerepe fontos a költési magatartás kiváltásában; szabályozza a bőr alatti zsírdepók fel- és leépülését, s alapvető jelentőségű az adaptációban, valamint a madárvonulás egyik hormonális szabályozója. Madarakban a hypophysisnek középsô lebenye nincsen. Utóbbi tipikus sejtjei (MSH-sejtek) Az elülső lebenyben vannak. A perifériás endokrin mirigyek A pajzsmirigy (gl. thyreoidea)a mellkas bejáratában a v. jugularison fekvő páros, sárgásvörös színű szerv. Három hormont termel: az alapanyagcserét fokozó tiroxint és trijódtironint (folliculusok sejtjei); valamint a Ca2+-anyag-cserét szabályozó tireokalcitonint. A mellékpajzsmirigy (gl. parathyreoidea) a pajzsmirigytôl caudalisan fekvő kis, sárgásfehér szerv. A mellékpajzsmirigy parathormonja növeli a plazma Ca2+- és csökkenti a foszfátszintjét. A hasnyálmirigy (pancreas) endokrin állománya a Langerhans-szigetek, eloszlása a mirigyben egyenletes, az emlősökre jellemző ”tömörülések” nem figyelhetők meg. Többek között inzulint és glukagont termelnek. A mellékvese (gl. suprarenalis) a vese elülső pólusán, a gonadok alatt fekvő páros, sárgásbarna szerv. Szöveti szerkezetében a kéreg- és a velőállomány nem különül el. A kéregállomány sejtjei (interrenális állomány) androgéneket, ösztrogéneket, kortikoszteront és aldoszteront termelnek. A mellékvese velőállományának (adrenalis állomány) kötegei adrenalint, valamint noradrenalint szekretálnak.
51
A here (testis)interstitialis (Leydig-) sejtjei fõleg tesztoszteront termelnek. A tesztoszteron felelôs a hím madarak másodlagos ivari bélyegeinek kialakulásáért (taraj, sarkantyú, a pofabõr színes függelékei, fémes, színes tollazat stb.), valamint a territoriális, párkeresési, párzási magatartás (dürgés) és ének kiváltásáért. A petefészek (ovarium) ösztrogéneket, progeszteront és tesztoszteront termel. Az ösztrogének és a tesztoszteron a petevezető érését biztosítja, és a máj sziktermelését, ill. az uterusban a tojás mészhéjának kialakulását szabályozza. Madarakon nincs az emlősökre jellemző sárgatest. Emlősök hormonális szabályozása Az emlősök hormonrendszere a belső környezet állandóságát: a növekedést, a fejlődést és a szaporodást szabályozza, valamint a viselkedés egyes elemeit befolyásolja. Az emlősök között a házi állatok hormonális szabályozását jellemzem elsősorban. Agyfüggelék, hypophysis Az agyfüggelék nagysága és tömege állatfajonként különböző. Legnagyobb a szarvasmarháé, legkisebb és legkönnyebb a macskáé. Tömege függ a nemtől, a kortól, a testsúlytól, a tápláltság állapotától, a vemhességtől és a tejelőképességtől is. Lóban nagy, kocka alakú, 1,8–2,8 g, szarvasmarhában lapított golyóhoz hasonló, 2–4 (7) g, juhban 0,3–1,0 g, kecskében 0,5–0,2 g. Sertésben borsónyi nagyságú, tégla alakú, kutyában kendermag nagyságú, haránt tojásdad alakú, szélesebb, mint amilyen hosszú. A pars intermedia sárgásszürke, az elülső lebeny vörösesszürke, lóban vörösesbarna színű. A hátulsó lebeny szürkésfehér, lóban szürkésbarna.
ábra - Az agyfüggelék lebenyei (vázlatos rajz) 52
Az elülső lebeny kerekded sejtek alkotta kötegekből áll. A kötegeket kötőszövetes hüvely, abban vérérsinusokból álló hálózat veszi körül, ezáltal mindegyik sejtje érintkezik a kapilláris ablakos endotheljével. A kötegek között vékony nyulványú somaticus vagy satellita sejteket találunk. Az elülső lebeny sejtjeinek cytoplasmájában secret-granulumok vannak, amelyek a leadandó hormonok előanyagai. Ezeknek az előanyagoknak a festődése szerint acidophil festődésű a-sejteket (40%), basophil bsejteket (10%) és chromophob c-sejteket (50%) különböztetünk meg. Immunhisztológiai módszerekkel azonban a talált serkentő hormonok, realising faktorok vagy liberinek alapján somatotrop (STH), lactotrop (LTH), gonadotrop (TSH) és (LH), thyreotrop (TSH), valamint corticotrop (ACTH) sejteket különböztetünk meg. A sejttípusok száma funkcionális különbséget is mutat. Változhat a nem, a kor és az állapot (terhesség, laktatio) szerint is. Intenzív hatásra az egyes sejtcsoportok syntitiumot (symplasma) képeznek. Holocrin secretio esetén a sejt elpusztul. A talált degranulált sejt mint chromophob sejt képezheti a sejtek nagyobb tömegét. A közti lebeny az elülső lebenyhez hasonlít, a sejtek többsége basophil, a sejtek között kicsi folliculusok vannak. EM vizsgálatok szerint többféle sejttípus (juhban öt-féle) van, amelyek az elülső lebeny sejtjeihez hasonlóak. Jellemző sejttípusa a melanotropint (MSH) termeli, ami amphybiákon a melaningranulumok szaporodását stimulálja a melanophor sejtekben. Juhban lipotropint termel, ami a zsírokból a zsírsavakat felszabadítja.
A tobozmirigy, glandula pinealis A tobozmirigy vagy toboztest, gl. pinealis s. epiphysis cerebri, barnásvörös színű, tömör szerkezetű, kicsi szerv, amely a harmadik agyvelőkamra tetején, a köztiagyvelő hátulsó végén, az ikertelepek fölött helyeződik, azok elülső dombjai közé fekszik bele. A köztiagyvelőhöz két nyél, habenula, köti. Alapjába a III. agyvelőkamra öblösödik be recessus pinealis formájában; teste kerek, caudalisan irányuló csúcsa tompa. Lóban körte, szarvasmarhában búzaszem, juhfélékben kúp, sertésben toboz, húsevőkben, pedig lándzsa alakú. Nagysága lóban 15 × 5 mm, tömege 0,9–1,3 g, szarvasmarhában 23 × 7 mm, tömege 0,3–1,5 g, juhban 5 × 3 mm, tömege 0,3–0,5 g, sertésben 2–3 mm, tömege 0,2 g, kutyában 2 × 1 mm, tömege 0,2 g. Színe lóban és szarvasmarhában barna vagy szürkésfekete, sertésben, húsevőkben szürkésfehér, idősebb állatban sötétbarnán pigmentált. A mirigyet kívülről kötőszövetes és gliasejtes tok veszi körül, amely a lágy agyvelőburokból fejlődik. A tokból eredő érdús sövények kis lebenykéket (sejtkötegeket), esetenként hólyagocskákat, cystákat különítenek el a mirigy állományában. A parenchyma vázát erek és gliarostok hálózata alkotja. A tobozmirigy parenchymája kétféle sejttípusból áll, amelyek gliaszármazékok.
53
A pinealocyták vagy fősejtek, sokszögű, gyakran nyúlványos, cytoplasmában gazdag sejtek a melatoninsynthesis jeleivel. Közöttük involutio (degeneratio) jeleit is mutató sejtek is vannak. A cystaképződés, a kalcium- és a magnéziumsókat tartalmazó konkremetumok, granulumok, (acervuli cerebri) kifejlődése is jellemző a pinealocytákra. Az astrocyták rostos cytoplasmájú sejtek; az előző sejtek között csoportokban találhatók. Némely helyen a lebenykék határain gliasejtek laza hálózatában kevés gliocytából álló gliaplaque-ok láthatók, amelyekben nincsenek pinealocyták. A recessus pinealist és a cystákat ependyma béleli. A mirigy melatonint termel, ami felszabadítja a gonadtrop hormont és ezáltal serkenti a nemi mirigyek fejlődését. A serotonin- és a melatoninképzés függ a fényhatástól (homlokszem), ezáltal a tobozmirigy főlérendelt serkentőhormont termelő szerve a hormonális rendszernek. Ezt igazolja az is, hogy myelinhüvely nélküli idegrostok kötik össze a tobozmirigyet a diencephalonnal. A tobozmirigy funkcionális szerepe teljesen még nem ismert; sejtjei a melanophorák összehúzódását kiváltó hormont (melanotonin) termelnek. Alacsonyabb szervezettségű állatokban szerepe van a környezet színéhez való alkalmazkodásban. Ez ellentétes hatású a hypophysis pars intermediájának melanophor sejteket relaxáló (stimuláló) MSH hormonjával. Cathecolamintartalmának funkcionális jelentősége ismeretlen. Az agyfüggelék antagonistája. Ivarérés idején sorvad, ha korai sorvadásnak indul, korai nemi érés (pubertas praecox) a következmény. Antioestrogen és antiandrogen hatása van, madarakban és emlősökben gátolja a gonadotrop hormon szintézisét; fontos szerepe van tehát a gonádok fejlődésében. Működését a fényintenzitás változása befolyásolja, ezért mint „biológiai óra”, szerepe lehet az évi és a napi életritmus fenntartásában is. A pinealocyta emlősökben is fényérzékelő receptor, és egyben secretiós sejt is lehet. A tobozmirigy ereihez a sympathicus idegrendszer elülső nyaki ganglionjától rostok térnek.
Pajzsmirigy, glandula thyreoidea A pajzsmirigy a gégecső második-harmadik porcos gyűrűjére lateroventralisan reáfekvő, páratlan szerv; a gégecsőhöz laza kötőszövet fűzi, szarvasmarhában a gége lateralis falán található meg. Két oldalsó lebenyből, lobus dexter et sinister, és a lebenyeket ventralisan összekötő – a sertés kivételével – keskeny középső
részből, isthmus, áll,
amely
szarvasmarhában
és
kutyában
mirigyállomány, isthmus
glandularis,lóban, juhfélékben, macskában kötőszövetes köteg, isthmus fibrosus. Sertésben, szamárban és öszvérben az isthmus helyén vastag mirigyállomány van, amelyből cranialis irányú, az emberéhez hasonló lebeny,lobus pyramidalis, ered. A nyúlvány a ductus thyreoglossus maradványa. A pajzsmirigy méretei és súlya állatfajonként eltér. A fajta, a nem, a kor, a klimatikus és földtani viszonyok és az évszakok szerint is változik.
54
A pajzsmirigy méretei és tömege háziállatokban Állatfaj
Hosszúság (cm)
Szélesség (cm)
Tömeg (g)
Ló
3-4
2
20-30
Szarvasmarha
6-8
4-5
20-30
Juh
3-4
2
4-7
Kecske
3-5
2
8-11
Sertés
4
2
30-40
Kutya
2-5
1-3
1-25
A pajzsmirigy (vázlatos rajz) A ló pajzsmirigye sötét barnásvörös színű, szilva vagy gesztenye nagyságú lebenyekből áll. A szarvasmarháé és a sertésé lebénykézett, barnásvörös vagy világos hússzínű, két, lapos lebeny, sertésben kicsi, a középső piramislebeny függelékének látszik. A juh pajzsmirigye vaskos, a kecskéé hengerded, barnásvörös színű, izomhoz hasonló, isthmusa vékony, a húsevőké sima, szilva alakú; sötétvörös színű lebenyeit nagyon vékony isthmus köti össze, amely kutyában gyakran hiányzik. Sertésben és húsevőkben a pajzsmirigy közelében, a nyelvcsont körül és ritkábban a szívburkon is apró, vörösesbarna színű járulékos pajzsmirigyek, gll. thyreoideae accessoriae, vannak. Szerkezetük azonos a 55
pajzsmirigy szerkezetével. A pajzsmirigy kiirtása után gyorsan megnövekednek, mintegy pótolják a hiányzó pajzsmirigy funkcióját. Sertésben minél nagyobb a pajzsmirigy, annál nagyobb fokú a növekedés. A pajzsmirigyet kívülről kötőszövetes tok, capsula fibrosa, borítja. Belőle sövények haladnak a pajzsmirigybe, amelyek szarvasmarhában jól látható, sertésben alig észlelhető lebenykéket határolnak körül. A többi háziállatfajban hálózathoz hasonló stromát alkotnak. Az ereket és idegeket tartalmazó kötőszövetes vázban helyeződnek a 0,1–0,5 mm átmérőjű, egyrétegű köbhámmal, thyreocytákkal bélelt, gömb vagy lapított tojás alakú hólyagocskák, folliculi thyreoidei, amelyeket híg, vízszerű folyadék tölt ki. A folliculus és hámja a funkcionális állapot szerint változik. Ha a pajzsmirigy az aktív működés állapotában van (szekréciós fázis, abszorpciós fázis), akkor ürege kicsi, folyadéktartalma kevés, a hám magas, hengerhám. Ha viszont a mirigy a renyhe működés (viszonylagos inaktív fázis) állapotában van, akkor a folliculus ürege nagy, a folyadék mennyisége
több,
a
hámsejtek
laposak
vagy
kocka
alakúak.
A
folyadék
jódtartalmú
glycoprotein, thyreoglobulin kolloid, amely a hisztotechnikai fixálás során egynemű, finom szemcsés, savanyú festékkel (eosin) jól festődik. A thyreocyták egymással kapcsolódó berendezések útján összefüggnek. Magjuk gömb vagy tojás alakú, a szekréciós fázisban cytoplasmájában sima ER nagy cysternákkal, cristás mitochondriumokkal, a Golgicomplex, secretumhólyagok, lysosomák társaságában. A sejtek thyroxintermelése két fő fázisban történik; egyfelől thyreoglobulinsynthesis a sejtekben és secretio a sejtekből, másfelől kolloidresorbcióval jódfelvétel és a sejtek ER-jában felépülő thyrosin képződése. A thyreoglobulin
fehérjemonomerhez
kapcsolódik,
amihez
a Golgi-ban galaktóz
és
további
szénhidrátkomponensek kapcsolódnak. Ezt a thyroxint a sejtek exocytálják a folliculusokba. A thyreoglobulin synthesisével párhuzamosan a sejtek alapi felületén a vérből a sejt jódot és jodidot vesz fel (jodidpumpa), amit az apicalis sejtnyúlványokhoz transzportál, és az a sejt felületén oxidálódik a peroxidáz révén. A kolloidban a thyroxin tetrajód-thyroninná alakul át. Majd a kolloidból a sejtbe readszorbeált hormont a lysosomák proteolythicus enzimjeikkel felhígítják és a phagolysosomák keletkezésével szabaddá vált thyroxin és dijód-thyronin az ablakos endothelen át a véráramba, illetve (százszor nagyobb mennyiségben) a nyirokér-kapillárisokon át a nyirokkeringésbe kerül. Találhatók
a
pajzsmirigyben
ún. parafollicularis vagy C-sejtek, amelyek
morfológiailag
nagyobb
secretgranulumaik és hisztokémiai szerkezetük szerint is különböznek a thyreocytáktól. Argyrophilia és intenzív alfa-glicerofoszfát-dehidrogenáz-aktivitás jellemző rájuk. Granulumaikból calcitonint mutattak ki, amely a mellékpajzsmirigy, illetőleg egyes állatfajokban meglevő ultimobranchialis testek által termelt calcitonin hatásával azonos; a parathormonnal ellentétes hatású, a vér kalciumszintjét csökkenti. A pajzsmirigy működése a negatív feed-back mechanizmus szerint folyik le A hypothalamus magvaiban keletkező thyreotrop releasing hormon a vér útján az adenohypophysisbe jut. Serkenti ott a thyreotrop hormon szintézisét és leadását, és ez a vérbe jutva a pajzsmirigyben a thyroxin termelését fokozza, amelynek képződéséhez a táplálék útján felvett jód is szükséges. A thyroxin emelkedő vérkoncentrációja általános hatásán túlmenően visszahat a hypophysisre, és csökkenti a thyreotrop hormon szintézisét. A pajzsmirigy hormonjai, a thyroxin és a trijód-thyronin, a folliculusok kolloidjaiban kötött formában szaporodnak fel. A 56
hormon onnan a vérbe jutva serkenti a szervezet anyagcseréjét, az oxidatív és az energianövelő folyamatokat, ezáltal részt vesz a hőszabályozásban, a víz- és a sóháztartás egyensúlyának fenntartásában. Befolyásolja a növekedést, az agyvelő fejlődését és a nemi funkciót is.
Mellékpajzsmirigyek Súlyuk függ a kortól és a nemtől. Felületük lóban finoman szemecskézett, a többi háziállatban lebenyezett. Fiatal korban kicsinyek, nőneműekben és lactatio idején nagyobbak, mint hímekben és kasztráltakban. Tömegük lóban 0,29–0,31 g, szarvasmarhában ovális alakú, 5–12 mm hosszú és 0,05–0,30 g, juhban 4–8 mm hosszú és 0,20–0,23 g, néha 2 vagy több külső hámtestecske is található. Sertésben 0,08–0,10 g tömegűek; húsevőkben búzaszem nagyságúak. Sertésben és gyakran lóban is csupán a külsők fejlődtek ki. A külső mellékpajzsmirigyek helyeződése a thymus fejlődésétől függ. Lóban a sorvadó thymusszal caudalisan vándorol, és a mellkas bejáratában a hátulsó nyaki nyirokcsomók közelében található. Kérődzőkben és sertésben előrenyomul, és az a. carotis interna elágazódásánál a pajzsmirigy lebenyének rostrolateralis részében, kutyában a pajzsmirigy tokján belül lelhető fel. A mellékpajzsmirigyek hormonja a parathormon, amely a kalcium- és foszfátanyagcserét szabályozza azáltal, hogy a sók áramlását befolyásolja a vér és a szövetek között, a vesék foszfátürítését fokozza. A terhesség, a lactatio, illetve a tojástermelés időszakában mobilizálja a kalciumot és a foszfort a csontszövetből. Hiányos működése esetén az izmok ingerlékenysége fokozódik, tetaniás állapot lép fel. Működésüket a hypophysis nem befolyásolja.
57
A mellékvese, glandula suprarenalis A vesék előtt és lóban attól kissé medialisan helyeződnek, a vese zsírtokjába foglaltak, kötőszövet és erek fűzik a veséhez. A jobb oldali mindig kissé előbbre helyeződik. Szarvasmarhában a két mellékvese a hátulsó üresvénát fogja körül, azzal összenőtt. Nevüket csupán helyeződésük révén kapták, funkciójuk a vesétől független. A mellékvesék sima vagy enyhén lebenykézett, páros szervek. Alakjuk és nagyságuk állatfajonként eltérő. A mellékvesék tömege az életkorral, színe a nem, a kor, a tápláltsági állapot, a vemhesség és az alkat szerint is változik. Lóban harántovális vagy tengelye körül csavarodott, 8-as alakú, világos vagy sötét barnásvörös színű; szarvasmarhában a bal ebihal, a jobb szív alakú, barnásvörös, színű, vemhes állatban barnásfehér, esetenként feketén pigmentált. Juhfélékben bab alakú és nagyságú; sertésben hosszú, henger vagy háromélű hasáb alakúak, felületük barázdált. A kutya bal mellékveséje homokórához hasonló, a jobb horogszerű; sárgásfehér színűek. A vesétől távolabb, a nagyerek szomszédságában, a bal az aortán, a jobb a hátulsó üresvénán helyeződik. A mellékvese méretei és tömege háziállatokban Állatfaj
Hosszúság
Szélesség (cm)
Vastagság (cm)
Tömeg (g)
(cm) Ló
8
3-4
1,5
20
Szarvasmarha
7
3
2,0
14
Sertés
8
2
0,5
13
Kutya
1-2
1
0,5
0,5
A mellékvesét retroperitonaealisan zsírtok veszi körül, majd rostos tok, capsula fibrosa, burkolja. A tokból vékony rostok, helyenként sövény tér a szerv velőállományáig, ahol felrostozódik. A rostok között számos vérér halad. A mellékvesének fejlődése, szerkezete és működése szerint két állománya van: a külső kéregállomány, cortex, vagy interrenalis szerv, organum interrenale, amely világosabb sárga színű és a középső csíralemezből fejlődik, valamint a belső velőállomány, medullaris tok vagy suprarenalis szerv,paraganglion suprarenale, amely kisebb terjedelmű, és a vegetatív idegrendszer származéka. Utóbbi krómsókkal jól festődő, ún. chromaffin sejtek csoportjából áll. A velőállományt a kéregállománytól rostkötegek különítik el. A kéregállomány sejtjei, az adrenocorticocyták, elrendeződésük alapján három zónát alkotnak. 1. Zona arcuata s. glomerulosa. Finoman szemcsézett hengerhámsejtjei a tok alatt ív alakban (zona arcuata)rendeződnek el, illetve szarvasmarhában és emberben kerekded csoportokat alkotnak (zona glomerulosa).A sejtek a mineralocorticoidokat, elsősorban az aldosteront termelik.
58
2. Zona
fasciculata. A
kéregkapillárisok
haladnak.
felületre Sejtjei
merőlegesen
irányuló
sokszögletűek,
durva
sejtkötegekből
áll,
lipoidszemcséket
amelyek
tartalmaznak.
között
a
Natívan
lipochromtartalmúk miatt sárgásbarna színűek. Koleszterol- és lipidtartalmuk mellett nagy mennyiségű aszkorbinsav (C-vitamin) is található bennük; a glycocorticoidokat termelik. 3. Zona reticularis. Sejtjei hálózatos elrendeződésűek, helyenkint kötegeket alkotnak. A sejtek között sok tág vérér van. Cytoplasmájukban festékanyagot tartalmaznak, magjuk kissé zsugorodott; a nemi hormonokat termelik. Feltételezik, hogy a kéregállomány hámsejtjei a zona arcuatában, annak tok alatti rétegében képződnek, és a velőállomány felé eltolódva differenciálódnak, miközben működésük is változik; a zona reticularisban a sejtek életciklusuk végéhez értek. Mindhárom zóna sejtjeinek elektronmikroszkópos szerkezete megközelítően azonos, számos tubulosus típusú mitochondriumot tartalmaznak. Hormontermelésük összefügg lipidvacuolumaikkal; ez utóbbiakat a szteroidszintézis alapkövének tekintik. A lipidtartalom a funkcionális állapot és állatfaj szerint is változik. Szarvasmarhában alig lehet lipidet kimutatni, diffúz festődése pedig arra utal, hogy fehérjéhez kötött. A cytoplasma acidophil granulumainak szerepe még ismeretlen. A mellékvesekéreg működését a hypothalamus– hypophysis rendszer szabályozza; negatív feed-back mechanizmus érvényesül. A hypothalamusban keletkező corticoliberin a vérérrendszeren át a hypophysis elülső lebenyébe jut, ott adrenocorticotrophormon-(ACTH-)termelést indukál, amely a vérérrendszeren át a mellékvesekéreg zona fasciculatájában a glycocorticoid hormonok termelését serkenti. A vérbe jutott glycocorticoidok visszonylagosan nagyobb koncentrációja viszont visszahat, és gátolja az ACTH-szintézist és leadását. A humorális reguláció mellett idegi hatás is van. A kéregállomány vastag, idegkötegekkel átszőtt. Sertésben (valamint patkányban, aranyhörcsögben) neuroepithelialis synapsist is kimutattak. Újabban ismert, hogy a zona arcuata részben független a hypothalamo–hypophysealis rendszer működésétől. A mineralocorticoid- és az aldosteronszintézis a vese juxtaglomerularis apparátusának (renin-angiotensin mechanizmus) hatása alatt áll, és azt az ACTH kevéssé serkenti. Mindazonáltal feltételezik, hogy a mineralocorticoid- és -glycocorticoid-szintézis állatfajonként eltérő helyen megy végbe. A mellékvese velőállományát, medulla, a kéregállomány tok alakjában foglalja körül. Benne főként velővagy chromaffin sejtek, chromaffinocyták vannak, amelyek között sympathicus idegsejtcsoportokhelyeződnek. A velősejtek lóban, szarvasmarhában és húsevőkben sokszögletűek, sertésben és juhban hengeresek. Sejtkötegeket vagy sejtcsoportokat képeznek. Közöttük sok tág hajszálér és véna van. A sejtek adrenalint és noradrenalint termelnek, amelyeket a krómsók oxidálnak, ezáltal szövettani metszetekben barna színű szemcsék alakjában a cytoplasmában kimutathatók. A chromaffin sejtek elektronmikroszkópban gömb alakú, ún. catechol- vagy catecholamintartalmú vesiculumokat tartalmaznak, közülük a 100–200 nm nagyságúak az adrenalint, a 200–300 nm nagyok a noradrenalint tartalmazzák. Eszerint az adrenalint és a noradrenalint két különböző sejt szintetizálja. A 59
chromafinocyták mindegyikében a mitochondriumok cristás típusúak. A velő perifériáján helyeződő, adrenalint szintetizáló ún. A sejtek nagyok, henger alakúak, magjuk excentrikusan helyeződik, cytoplasmájuk intenzíven festődik; mirigyhez hasonló elrendeződésűek. Kérődzőkben folliculusokat is képeznek. A velő centrumában helyeződő noradrenalint szintetizáló ún. M sejtek kicsinyek, sokszögűek, gyengén festődnek. Húsevőkben az A és az M sejtek egymás mellett keverten találhatók. A velőállományban helyeződő kisebb vagy nagyobb sympathicus ganglionok hüvely nélküli rostjai fonatot képeznek. Szimpatikus hatásra az adrenalin és a noradrenalin mennyisége nő; ennek hatására a szív működése gyorsul, a pupilla tágul, az izmok vérellátása nő, a bélperisztaltika lassul; ezáltal a sympathicus idegrendszer részt vesz a vészreakció kialakításában és az adrenalin a vércukor regulálásával a szénhidrát-anyagcserében is. A kéregállomány mineralocorticoidjai a só- és a vízháztartást, glycocorticoidjai pedig a szénhidrátanyagcserét és a hőháztartást befolyásolják. A sexualcorticoidok a hím nemi hormonokkal együtt a másodlagos nemi jelleg kialakulását serkentik. Fejlődése. A mellékvese kéreg- és velőállománya más-más csíralemezből fejlődik. A két rész alacsonyabb szervezettségű állatokban (körszájúak, halak) mint interrenalis és suprarenalis szerv különálló marad. A fejlődő hasüreg mesodermalis eredetű coelomahámja a mesenterium eredésének két oldalán megvastagodik. A sejtek a mélybe sarjadzanak, és a mellékvesekéreg elsődleges telepét hozzák létre. A primer telep sejtjei még a magzati korban elszaporodnak, nagy sejttömeget alkotnak, majd születés után elfajulnak, és a sejtköteg sorvadásnak indul. Feltételezik, hogy ez az elsődleges kéregtelep a magzat számára speciális belső elválasztású mirigy, amely esetleg gonadotrop típusú hormonokat is termel. Születéskor vagy azután a sorvadó primer telep körül tok alakú másodlagos telep, a mellékvese kéregállománya, fejlődik ki. A velőcsőből ezután kivándorló ectodermalis eredetű sejtek a kéregállomány belsejébe nyomulnak, ott sympathicoblast és chromaffinoblast sejtekké differenciálódnak, és a velőállomány telepét hozzák létre.
60
Magzatmirigy, thymus A magzatmirigy, szegymirigy vagy kedezmirigy szürkésvörös vagy sárgásfehér színű, lebenyes szerv; mellkasi és nyaki része van. Mellkasi lebenye, lobus thoracicus, a praecardialis gátorban, a nagy értörzsek alatt helyeződik. A belőle eredő nyaki lebenyek, lobus cervicalis dexter et sinister, hosszúak, a torkolati barázdában a gégecső két oldalán helyeződnek. Lóban és húsevőkben kb. a nyak közepéig, kérődzőkben és sertésben egészen a gégéig terjednek. Szerkezete a kor előrehaladtával változik; csupán fiatal állatokban fejlett, idősebb korban hanyatlóan átalakul.
A
kezdetben
hámsejtekből
álló thymus
epithelialist lymphoid
szövetből
álló thymus
lymphaticus,majd zsírszövetből álló thymus adiposus váltja fel. A magzatmirigy lebenyeit laza kötőszövet egységes miriggyé fogja össze. Vékony kötőszövetes tokjából sövények hatolnak a mirigy állományába, és a szervet lebenykékre tagolják. Külső, sötétebb kéregállománya hám eredetű reticulumsejtekből és lymphocytákból áll (thymocyták). A reticulumsejtek faágszerű nyúlványaikkal egymáshoz kapcsolódnak, hálózatot képeznek. Kerekded, nagy, chromatinszegény magjuk van. A kis lymphocyták mellett granulocyták, hízósejtek és macrophagok is vannak a kéregállományban. A velőállomány sejtszegényebb, reticulumsejteket, vándorsejteket, myoid sejteket és thymocytákat tartalmaz. Jellegzetes képletei az ún. Hassal-féle testek, amelyek acidophil festődésűek, változatos alakúak, a reticulumsejtek differenciálódott, koncentrikusan rendeződött képződményei. A thymus működését mint az ellenálló képesség, immunitás szolgálatában álló lymphoid szervet, a nyirokérrendszernél ismertettük. A thymus és a nemi mirigy működése között antagonizmus van.
61
Hormonális betegségek az emlősöknél A pajzsmirigy működésének zavarai: csökkent működése: ‐
hypothreosis
‐
ha a pajzsmirigy a szervezet számára szükséges hormonmennyiséget nem tudja
biztosítani fokozott működése: ‐
hyperthyreosis Hypothyreosis
Hypothyreosis okai: o
pajzsmirigy állományának gyulladásos vagy daganatos elváltozása
o
jód-, vitamin- vagy aminosavhiány
o
a hormonok kémiai blokkolása
o
a pajzsmirigy eltávolítása
Előfordulás: újszülött, fiatal és felnőtt állatokban. Hypothyreosis újszülött és fiatal állatokban • ‐
törpenövés (nanosomia) •
a fogak fejlődésének zavara
•
a nemi szervek gyenge fejlettsége
•
degeneratív elváltozások az idegsejtekben
‐
‐
a csontok hosszanti növekedésének zavar
(cretinismus) •
a bőr szőrrel gyéren vagy egyáltalán nem fedett
•
a bőr alatti kötőszövet vizenyője myxodema 62
‐
a bőrben és a bőr alatti kötőszövetben proteoglikánok, mucopoliszacharidok,
glikoptoteinek szaporodnak meg ‐
leírták a veleszületett formáját (sertésben, szarvasmarhákban, kecskében, juhban,
állatkerti kérődzőkben) Az újszülött malacok mixödémája •
•
enzootiás bántalom ‐
a kocák látszólag egészségesek
‐
a vemhesség ideje néhány nappal megnyúlik
‐
a malacok vagy holtan születnek vagy, ha élnek néhány óra múlva elhullanak.
elváltozások ‐
a malacok kopaszok
‐
myxodemásak
‐
a nyak és végtagok rövidek
‐
az állatokban struma figyelhető meg (a pajzsmirigy megnagyobbodott, a pajzsmirigy
kevesebb jódot tartalmaz) •
okai ‐
az anyai és a magzati pajzsmirigy működési elégtelensége
‐
a koca takarmánya és az itatott víz jódban szegény
Hypothyreosis felnőtt állatokban Legtöbbször kutyában észlelik. Enyhe kilinikai tünetek: ‐
a bőr: száraz, megvastagodott
‐
a szőrzet: egyes helyeken hiányos
‐
az állat elhízott, tompult, gyakorta anemiás
Juhoknál a következő tünetek észlelhetőek: ‐
gyapjú növekedésének zavara
63
A pajzsmirigy (vázlatos rajz) A pajzsmirigy fokozott működése – Hyperthyreosis Hyperthyreosis esetén a vérszérrum tiroxinszintje emelkedik. Jellegzetes kórforma: Basedow-kór (Graves didease). Főbb tünetei: pajzsmirigy megnagyobbodása (struma), tachycardia, exophtalmus, a vegetatív idegrendszer fokozott ingerlékenysége.
64
Belső elválasztású mirigyek rendszere az embernél Az endokrin rendszer általános jellemzése az embernél Az endokrinológia a belső elválasztású mirigyek működésének élettanával, betegségeivel foglalkozik. Ide tartozik a pajzsmirigy, mellékpajzsmirigy, mellékvese, hasnyálmirigy, vagyis mindazon szervek, melyek hormonokat termelnek. Ennek megfelelően az endokrinológus a szervezet hormonháztartásával foglalkozik. Ide tartozik a cukorbetegség, a pajzsmirigy alulműködés (hipotireózis), a pajzsmirigy túlműködés (hipertireózis), a göbös struma, a petefészek működési zavarai, a férfi nemi működés zavarainak hormonális vizsgálata (impotencia), az agyalapi mirigy működészavara (hipofízis), a vízháztartási zavar, a növekedési zavar, a mellékvesekéreg,- velő működésének vizsgálata, a magas vérnyomás betegség, a kövérség esetleges hormonális okainak felderítése, a mellékpajzsmirigy vizsgálata és a csontritkulás hormonális okainak felderítése. Az idegrendszer reflextevékenysége pillanatról pillanatra lehetővé teszi az emberi szervezet alkalmazkodását a külvilághoz; a belső elválasztású mirigyek hormonjai pedig, amelyek szünet nélkül termelődnek, megteremtik a szervezet állandó, fizikai-kémiai egyensúlyát. A belső elválasztású mirigyek – ellentétben más mirigyekkel – nem a bőre vagy az üreges szervekbe (pl. gyomorba) ürítik a váladékaikat, hanem közvetlenül a véráramba. Innen a nevük. a mirigyek váladékát a görög hormao ( serkenteni) szó után hormonnak hívják. A hormonális rendszer – az agyfüggelék feletti terület, ún. hipotalamusz révén – ugyancsak az idegrendszer vezérlete alatt áll. Bármilyen többsejtű szervezetnél a szervek (szövetek) hatással vannak egymás életműködéseire. Az evolúció során az anyagcsere bonyolultsága miatt kialakult olyan speciális szervek, amelyek a belső elválasztású mirigyek rendszerét alkotják. A belső elválasztású mirigyek kizárólagos vagy fő feladata az, hogy speciális anyagokat – inkréciókat (belső elválasztást) és hormonokat - választanak ki. Ezek az anyagok serkentik vagy gátolják egyes szervek vagy akár az egész szervezet élettevékenységét. Ezeknek a mirigyeknek nincsenek kivezető vezetékei, így a kiválasztott hormonok közvetlenül a vérbe jutnak. A gerinceseknél a mirigyek munkája kapcsolatban van az idegrendszer működésével. Az
ember
mellékpajzsmirigy,
endokrin
mirigyeinek
hipofízis,
epifízis
rendszeréhez (tobozmirigy),
tartozó
legfontosabb
hipotalamusz,
szervek:
csecsemőmirigy
pajzsmirigy, (tímusz),
mellékvesemirigy. A belső elválasztású mirigyek szervei az evolúció során különböző időkben, helyeken jelentek meg. Ebből adódóan ezeknek a mirigyeknek az elhelyezkedése, mérete, formája, felépítése és működése sokféle lehet. A hormonok a szervezet kémiai hírvivői, amelyek összehangolják a különböző szervek működését. Olyan fehérjék, amelyekből sokszor a gramm ezredrészénél is kevesebb kerül a vérkeringésbe, mégis jelentős változásokat okoznak. A testnedvekkel történő szabályozás elvét még Hippokratész veje, Pollübosz írta le az 65
V. században, ennek ellenére a hormonokkal foglalkozó tudományág - az endokrinológia - csak a múlt században önállósult. A hormonok alapvetően négy területen fejtik ki hatásukat a szervezet működése közben. Az endokrin rendszer hatásterületei •
szaporodás
•
egyedfejlődés, növekedés
•
szervezet belső egyensúlyának fenntartása
•
energiatermelés-, felhasználás-, raktározás szabályozása
A hormonokat termelő szervek elváltozásai, a hormonok termelődésének zavarai számos betegséget okozhatnak. Tüneteik azonban gyakorta nem egyértelműek, ezért előfordulhat, hogy a pontos diagnózis már csak a betegség előrehaladott állapotában állítható fel. Az endokrin szervek betegségeit elsősorban laborvizsgálatok eredményei alapján lehet felismerni. A hormonális szabályozás lényege A szabályozás a sejtek közötti információcsere útján jön létre. Két alapvető módja a hormonális- és az idegi szabályozás. Mindkét esetben a sejtek közötti információátadás hírvivő molekulák segítségével megy végbe. A hormonális szabályozás hírvivő anyagai a hormonok. Ezek termelődési helyükről elszállítódnak egy másik szervbe, szövetbe és ott fejtik ki hatásukat. Több szervre is hatnak a hormonok, több életfolyamatot is szabályoznak, együttesen fejtik ki hatásukat, egyes szerekben más-más hatást válthatnak ki. Növekedést, fejlődést segítik elő. NEUROENDOKRIN RENDSZER A hormonális- és az idegi szabályozás kapcsolata Az idegi és hormonális szabályozás összehasonlítása Az életfolyamatok szabályozása Idegi szabályozás
Vegyi (hormonális) szabályozás (endokrin)
Elektromos jel
Vegyi jel
Gyors
Lassú
Rövid ideig
tartós
Az idegi szabályozás az emdokrin szabályozással együtt alkotják a neuroendokrin rendszert. Idegi szabályozás: gyors, egy-egy szervre hat. Hormonális: lassú, egész szervezetre hat. A mirigyeket fel lehet osztani: 66
1. Külső elválasztású mirigyek 2. Belső elválasztású mirigyek (endokrin) 3. Vegyes (kevert) elválasztású mirigyek A hormonok termelődési helyei: o Mirigyek o Szövetek o Egyes idegsejtek (neuroszekréciós)
Neuroszekréciós sejt Az egyes élettani jelenségek irányítása, a belső egyensúly (homeosztázis) fenntartása a szervezet szabályozó készüléke segítségével történik. Az érzékszervek, külső és belső receptorok felfogják a szervezetben és környezetében végbemenő változásokat. Az ezekre történő idegrendszeri (neurális) válaszadás gyors (reflexek), az endokrin rendszer hormonális reakciói lassúbbak, de hosszabban tartók. Általában a szabályzás idegi és hormonális úton egyaránt történik, ezért ezt neurohormonális szabályozásnak nevezzük. Élettanilag az endokrin rendszer olyan mirigyek szervrendszere, amelyek mindegyike a szervezet működését szabályozó hormontípust választ ki közvetlenül a véráramba. A hormonális belső elválasztású mirigyek rendszere, a külső elválasztású mirigyek rendszerével szemben, nem rendelkezik kivezető csövekkel. Elnevezése a görög: endo=belső és crinis= elválasztás szavakból származik. Az endokrin rendszer is információs jelet közvetít, az idegrendszerhez hasonlóan, de az idegrendszer által közvetített információk mindkét irányba igen gyorsak és hatásaik hamar lecsengenek. A hormonok (kémiai jeltovábbítók) viszont a vérkeringésbe vagy szövet közötti folyadékba kerülve viszonylag hosszú idő alatt érnek el a célszervekhez, ugyanakkor hatásuk is hosszú ideig (néhány órától akár hetekig) tart. Az idegrendszer és a hormonális rendszer nem különíthető el élesen egymástól. Egyrészt a hormonális rendszer is az idegrendszer kontrollja alatt áll (hypothalamus, vagy még közvetlenebbül mutatja ezt a mellékvesék velőállományának direkt preganglionáris beidegzése), másrészt az idegrendszer kapcsolatai is kémiai jelátvivő anyagokon neurotranszmittereken keresztül valósul meg. 67
A neurotranszmitterek – idegi ingerület-átvivő anyagok. Olyan molekulák, amelyek az idegsejtek elektromos impulzusainak továbbítását gátlással vagy serkentéssel szabályozzák. A neurotranszmitterek között pedig hormonként is szereplő anyagok is vannak pl. adrenalin, szerotonin. Az emlős szervezet működéseit szabályozó két nagy rendszer összefüggései és összehangoltsága tulajdonképpen szükségszerű. Az endokrin szervek rendszere kémiai anyagokon, hormonokon keresztül fejti ki hatását. Az eredeti görög név serkentő anyagot jelent, de azóta kiderült, hogy vannak hormonok, amelyek éppen gátolnak bizonyos folyamatokat. A hormonok jellemzői: - Sejtanyagcsere terméke. - Szöveti nedvkeringés, illetve a vérkeringés útján jut el a célsejtekhez. - A célsejtek anyag és energiaforgalmában az enzimműködés megváltoztatása révén serkentő vagy gátló hatású. - Kis mennyiségben is hatékony. - Általában nem fajspecifikus. - Hatása lassabban alakul ki, de tovább tart, mint az idegrendszeri. - Közvetett hatású, hírvivőként szerepel, vagyis nem vesz részt az általa előidézett reakcióban. - Csak specifikus szövetekre hat (receptor). A hormonok osztályozása A hormonok a következő szempontok szerint osztályozhatók: 1. Termelődésük helye szerint: - Neurohormonok - Mirigyhormonok (glanduláris) - Szöveti hormonok (aglanduláris) 2. Hatásuk szerint: - Só- és vízháztartást szabályzó 68
- Vércukorszint szabályzó - Tejtermelést szabályzó - ....stb. 3. Kémiai szerkezetük alapján: - Fehérje hormonok (pl. inzulin, növekedési hormon) - Peptidhormonok, aminosav származékok. Oligopeptidek (pl. az ún. neuroszekrétumok: GnRH stb.) polipeptidek (pl. agyalapi mirigy hormonjai, inzulin stb.) - Aminosavak transzformációjából keletkezők (pl. pajzsmirigy hormonjai, adrenalin stb.) - Szteroid hormonok (szexuálszteroidok: ösztrogének, androgének, mellékvesekéreg mineralo- és glükokortikoidjai) A peptidhormonok folyamatosan termelődnek, a sejt lizoszómáiban tárolja őket, és valamilyen üríttető jelre jutnak ki a lizoszómából, illetve a sejtből. Ez az üríttető jel lehet valamilyen hormon, anyagcsere termék, vagy a központi idegrendszer parancsa. Az ürítés mindig szakaszos. A szteroid hormonok „ütem-szerűen" termelődnek a sejtben, s rögtön a vérpályába jutnak. A vérpályában nagyobb részük ún. kötő-globulinokhoz (binding-protein, BP) kapcsolódik, kisebb részük szabadon marad. A kötött és a szabad szteroid hormonok közt egyensúlyi állapot van. Csak a szabadon lévő hormonok aktívak. A köztiagy bizonyos területein (hipotalamuszban) lévő ún. kissejtes és nagysejtes magok idegsejtjei képesek
hormonokat
elválasztani.
Itt neuroszekréció történik.
A
magokban
termelődő
hormonok
oligopeptidek, viszonylag kevés aminosavból állnak, és a sejt axonnyúlványa mentén jutnak el olyan területre, ahol kis vénák vagy tároló sejtek veszik fel őket. A célsejtekhez a vér segítségével jutnak, ezek vagy egy belsőelválasztású mirigy mirigyhámsejtjei vagy egyéb, leginkább izomsejtek, illetve összehúzódásra képes más sejtek. A fehérje-és peptidhormonok a vérben szabadon szállítódnak, a szteroidok és a kisebb molekulájú egyéb hormonok a vér-albuminokhoz vagy globulinokhoz kötötten, kisebb részük szabad hormon.
69
Hipofízis (agyalapi mirigy, agyfüggelék) A hormonális rendszer irányító mirigye a hipofízis, más néven agyalapi mirigy vagy agyfüggelék. Az agyalapon a csontos koponyában, az ún. töröknyeregben foglal helyet, és nyelének közvetítésével a hipotalamusszal áll szoros kapcsolatban. Ez indítja el és szabályozza a hipofízis működését. A mindössze babnyi képlet két részből (lebenyből áll): elülső, középső és hátsó lebeny. `
Az endokrin rendszer központi részeinek egymáshoz viszonyított helyzete és kapcsolata A hátsó lebenynek neurális kapcsolata van a hipotalamusszal (neurohipofízis). Az elülső lebeny pedig érrendszeri kapcsolatban áll a hipofízissel (adenohipofízis). A közti lebeny is tartalmaz hormontermelő sejteket. A hipotalamusz hormonok az adenohipofízis sejtjeinek hormonfelszabadulását szabályozzák. A liberinek (relasing hormonok) serkentik a termelést, a sztatinok (inhibiting hormonok) gátolják. A fontosabb hormonok: Tiroliberin (TRH) hipotalamusz hormon (tripeptid) hatására szabadul fel a tirotropin (TSH) az adenohipofízisben kb. 2000x-es mennyiségben. Ez serkenti a pajzsmirigy hormonok termelődését. A gonadoliberin (GnRH) hipotalamusz hormon (dekapeptid) hatására szabadul fel a lutropin (LH) és a follikulotropin (FSH) az adenohipofízisben Ezek gonadotrop hormonok az ovulációt és a spermatermelést szabályozzák. Szintetikusan állítják elő a szuperagonistákat, amelyek növelik a termékenységet. Ismételt és nagyobb dózisok hatására fordított lesz a hatás, csökken a termékenység férfiak és nők esetén is, a libidó csökkenése nélkül. A luteotrop hormon (LTH) serkenti a tejelválasztást A szomatoliberin és a szomatosztatin (GHiRH) (14 tagú gyűrűs peptid) hipotalamusz hormonok szabályozzák a hipofizisben a szomatotropin (STH) növekedési hormon termelődését. A növekedésben játszik szerepet. A szomatotropin visszaszorítja a hasnyálmirigyben termelődő inzulin és glükagon mennyiségét, kevesebb inzulin is elég a cukorbetegeknek. A zsírháztartást a lipotróp hormon (LPH) szabályozza.
70
A kortikoliberin hatására szabadul fel a hipofizisben a kortikotropin (ACTH). Ez a hormon a metabolizmusra hat. A mellékvese kéreg hormonok, glüko- és mineralokortikoidok szintézisét szabályozza. A melanotropin a középső lebenyben termelődik, a pigment sejtekben van szerepe. A hátsó lebeny termeli az oxitocint és a vazopresszint (nonapeptidek). Az idegsejtekben termelődnek. A vazopresszin antidiuretikus hatású, a vesében a víz visszaszívást növeli, emeli a vérnyomást. Az oxitocin simaizom összehúzó hatású, a szülés megindítására használják.
Az elülső lebeny, amely valamennyi többi belső elválasztású mirigyünk irányítója, az egyes mirigyekre speciálisan ható, serkentő hormonjai révén irányítja a pajzsmirigy, a petefészkek, a herék, a mellékvesék, a mellékherék, a hasnyálmirigy, terhesség esetén pedig az emlőmirigy és a méhlepény (placenta) működését. A felsoroltakon kívül a hipofízis a növekedési és zsíranyagcserét szabályozó, ún. lipotrop hormont is termel. A hipofízis hátsó lebenyének hormonjai: az oxitocin és adiuretin (vazopresszin) a vesékben a vizlet visszaszívódásának gátlásával a vizelet mennyiségét csökkenti. Az ezzel járó betegségnek a megnevezése diabétesz inszipidusz. Az oxitocin a szülés megindulása előtt termelődik, hatására a méhizomzat összehúzódik, és jósló-, majd tolófájdalmak keletkeznek. Az utóbbi a vizeletelválasztást csökkenti. Hipofízis eredetű betegségek Törpeség. Ha akár méhen belüli gyulladás, akár örökletes tényezők következtében a születés után vagy a gyermekkorban hiányzik az újszülöttben a növekedési hormon, annak részarányos törpenövés a következménye. Az ilyen törpék a felnőttek kicsinyített másai, megtartott szaporodóképességgel és rendszerint normális szellemi képességekkel. Azoknál, akiknél nemcsak a növekedési hormon, hanem a többi serkentő hormonok is hiányoznak, hiányzik a szaporodóképesség és a hiányos pajzsmirigyműködés következtében a szellemi képességek is csökkentek lehetnek. A növekedés befejeződése előtt, míg a 71
csontvégeken levő ún. epifízisporcok nem záródnak, növekedési hormonnal jelentős testhossznövekedést lehet elérni. Ez a hormon csak az emberi hipofízisből vonható ki, ezért rendkívül nehéz előállítása. Amíg nem sikerül szintetikusan előállítani, gyógyászati alkalmazásának elterjedése nem várható. Óriásnövés (gigantizmus). Ha a hipofízis fokozott mértékben választ el a csecsemő-, ill. a gyermekkorban növekedési hormont, annak óriásnövés a következménye. Az óriások testhosszát ortopédiai beavatkozással – csontrövidítéssel kísérelték meg rövidíteni. Újabban felmerül annak a lehetősége, hogy a növekedési hormont gátló ellenhormonnal is sikerül majd az óriásnövekedést vagy annak felnőttkori változatát, az akromegáliát megelőzni. Akromegália. Akkor keletkezik, ha a növekedési hormon a növekedés befejeződése, tehát 20-24 éves kor után kezd fokozottabb mértékben termelődni, amikor az epifízisporcok már záródtak. Jellemző erre a betegségre, hogy főként a testvégek, a lábfej, a kéz, az orr és az áll növekednek és vastagodnak meg; ezt úgy veheti például észre a beteg, hogy régi kalapja, cipője, kesztyűje egyszerre kicsi lesz neki. A betegség leginkább 30-55 éves kor közöttieknél fordul elő. Tünetek: - növekvő kéz és lábméret: jellemző a harmadik, azaz alsó ujjperecek és a sarokcsontok megvastagodása - izomgyengeség, gyakori zsibbadás a végtagokban - fáradtságérzet, ízületi fájdalmak - gyakran a fej előre hajtása - kezek és a lábfejek érzéketlensége - erős izzadás, kelletlen testszag - arcvonások eldurvulása - nehézkes mozdulatok, kézügyetlenség - néha lila foltok hónaljnál, mellkason (az anyagcserezavartól) - az állkapocscsont növekedésével az állkapocs előreugorhat - beszédhang mélyülése - megvastagodhatnak a gégeporcok - nőhet a nyelv, tágabbak lehetnek fogközök 72
- előreállóbbak a fogak - a mellkas hordó alakú formát vehet fel - erősebb szőrösödés - a bőr megvastagodik, sőt egyes esetekben sötétebbé is válhat - váll-, térd-, hátfájás- gyakran gerincferdülés is - álmatlanság fáradékonyság - látás romlása – ún kettőslátás alakulhat ki - erős fejfájás - nőknél vérzészavarok, meddőség, néhány esetben tejcsorgás - férfiaknál erekciós zavarok (impotencia) - szívproblémák, mivel a szív nagyobbodik, amit a koszorúerek nem képesek követni - gyermekkorban késhet a pubertás, a nemiszervek fejlődése elmaradhat Akromegália esetén megnő a kockázata egyes betegségeknek, ilyenek a cukorbetegség, vesekő, pajzsmirigy bajok és a magas vérnyomás. Akromegáliában a plasma prolaktin szint gyakran magas. A diagnózisban értékesíthető egyéb laboratóriumi eltérések: a magas vércukorszint, csökkent glüköz tolerancia vagy diabetes mellitis és az emelkedett szérum foszfát szintek. TSH hormon tültermelése is előfordulhat. Érdekességek a növekedési hormonnal kacsolatosan A Bibliában szereplő filiszteus óriás Góliát magassága mai mértékegységre átszámítva 289 cm volt. Ez akkor is igen nagy, ha tudvalevő, hogy vannak magas átlagtermetű népcsoportok a földön. Azonban nem kell abba a hibába esnünk, amibe a Biblia kritikusai oly sokszor beleesnek, hogy ami szokatlan, vagy nehezen elképzelhető, az bizonyára valótlan is. Napjainkba is előfordul, hogy bizonyos hormonzavar miatt egyes emberek (függetlenül a népcsoport átlagos termetétől) rendkívül magasra nőnek, másfélszer, kétszer akkorára, mint normális körülmények között. Mivel a modernebb időkben az óriások közötti legmagasabb emberek hipofízis növekedési hormont túltermelő adenómájával lettek diagnosztizálva feltételezhető ha Góliát élt ebben a betegségben szenvedett. A feltételezést tovább erősítheti, hogy a Biblia szerint Góliát hatalmas súlyt kitevő páncélt viselt, aminek elbírása masszív testalkatot igényelt. Góliát agyalapi mirigy daganatban szenvedett? Akár így volt, akár nem a hitről, reményről szóló Dávid és Góliát történet örökké él az emberek emlékezetében. 73
Góliáton kívül még néhány híres ember kapcsán felmerült a növekedési hormonnal kapcsolatos rendellenességek, például az akromegáliára vonatkozóan. Ide tartozik Ehnaton fáraó, Abraham Lincoln amerikai elnök és Sergey Rachmaninov orosz zeneszerző. Utólag már nem tudjuk meg érintette-e őket az akromegália. Cushing-kór. Az elülső lebeny túlműködése, a mellékvesére ható serkentő hormon túltermelése okozza. Természetesen a gyógyszerként használt szintetikus mellékvesehormon tartós adagolása is okozhat ún. Cushing-kórt, amely lényegében nem különbözik a másiktól. Jellegzetes elhízással, vérnyomásemelkedéssel, bőr- és csontelváltozásokkal, túlzott szőrnövekedéssel és a vér sóösszetételének jellegzetes megváltozásával jár. Röntgenbesugárzással, szükség esetén műtéttel befolyásolható. Diabétesz inszipidusz. A hipofízis hátsó lebenyének vagy a hipotalamusznak a sérülése vagy csökkent működése okozza. Hatására az antidiuretikus (vizeletelválasztást gátló) hormon elválasztása csökken, ami a vízanyagcsere súlyos zavarát eredményezi. A beteg a normális napi másfél liter vizelet sokszorosát, akár 2025 l híg vizeletet üríthet. A nagy vízveszteség miatt természetesen állandóan szomjazik, és nagy vízmennyiséget fogyaszt. A vízháztartásnak ezt a zavarát az antidiuretikus hormon (ADH) adagolásával és más gyógyszerekkel rendezni lehet. Hipotalamusz A hipotalamusz a III. agykamra fenekét képző, a talamusz alatt elhelyezkedő páratlan agy terület. A belső elválasztású
mirigyek
funkciói
meghatározott,
hierarchikus,
tehát
alá-fölérendeltségi
viszonyban
kapcsolódnak egymáshoz. A hipotalamusz a legmagasabb szinten szabályzó belső elválasztású mirigy. Az idegrendszerrel fennálló szoros kapcsolata mutatja, hogy idegrendszerünk befolyása alatt áll a belső egyensúlyt kialakító hormonháztartás, tehát a szervezetünket érő külső ingerek befolyásolni tudják azt. A hipotalamusz feladata tehát az idegrendszer és a hormonháztartás közötti kapcsolat közvetlen megvalósítása. A hipotalamusz-hipofízis rendszer a neuroendokrin szabályozás központi jelentőségű szerve. Hipotalamusz a köztiagy részeként idegsejtmagcsoportokbólálló terület, az agyalapi mirigy (hipofízis) az ékcsont töröknyergében, a köztiagy alatt helyezkedik el a kemény agyhártya által borítottan. A testét a fölötte lévő köztiagyhoz nyél köti. Az állományát alkotó sejtek hám-, illetve idegsejt eredetűek. Elülső- és vékony középső lebenye a hám eredetű adenohypophysis, hátulsó lebenye az idegi eredetű neurohypophysis.
A hipothalamusz-hipofízis rendszer (Forrás: Gergátz-Vitinger 2006; Internet) 74
A hipotalamusz ún. kissejtes állományában olyan neurohormonok keletkeznek, amelyek a portális keringéssel eljutnak az adenohipofízisbe és az ott folyó hormontermelést serkentik vagy gátolják. Eszerint beszélünk
a
köztiagy serkentő vagy
felszabadító
(angolul releasing,
latinul liberin)
hormonjairól,
illetve gátló, a hormonkibocsájtást megállító (angolul inhibiting, latinul statin) hormonjairól. Ezek tehát az agyalapi mirigyben termelt, és a sejtek lizoszómáiban tárolt hormonok felszabadítását, véráramba történő ürítését végzik, illetve nem engedik meg a lizoszómák felnyílását. A köztiagy kissejtes magvaiban termelődő hormonok az idegsejtek axonnyúlványai mentén lejutnak az agyalapi mirigy nyeléhez. Az ide belépő vénák dugóhúzó alakú ágakra bomlanak, amelyeknek fala „ablakos". Az axonnyúlványok mentén lecsurgó hormonok a nyúlványok végén a vénák falának ablakain át a kis vénák lumenébe jutnak. A dugóhúzó alakú kis vénák a hipofízis nyél alsó végén nagyobb vénává szedődnek össze (portális véna), amely az agyalapi mirigy elülső lebenyébe vezet. Itt a portális véna sok apró ágra oszlik, sok kis öblöt alkot, szinte átáztatja a sejtes állomány szigeteit, s közben leadja a mirigyhám sejteknek a köztiagy által termelt liberin és sztatin hormonokat. Az agyalapi mirigy elülső lebenyének mirigyhám sejtjei tehát ilyen úton történő befolyásolás mellett fokozzák vagy csökkentik hormontermelésüket, illetve szabadítják fel, vagy fogják vissza megtermelt hormonjaikat. Kémiailag valamennyi oligo- vagy polipeptid, kivéve a prolaktin termelődését gátló PIF, amelyről újabb vizsgálatok kiderítették, hogy azonos a központi idegrendszerben gátló neurotranszmitterként megismert dopaminnal. Elválasztásukat a központi idegrendszerből jövő idegi hatások, bizonyos perifériás jelek vagy az adenohipofízis indítja meg. A hipotalamusz keringése. A hipotalamusz és a hipofízis között egy portális keringési rendszer oldja meg az anyagszállítást. A hipotalamusz kapillárisokba üríti a releasing faktorokat, amelyek a vérárammal jutnak el a hipofízisbe, ahol ismét kapillárisokká oszlik az érpálya, és az adenohipofízis sejtjein így képesek a releasing faktorok a megfelelő funkcionális hatást elérni. A hipotalamusz és a hipofízis kapcsolata A hipotalamusz kétféle módon van összeköttetésben a hipofízissel. Idegi úton a hipotalamusz idegsejtjeinek nyúlványai közvetlenül kerülnek összeköttetésbe a hipofízis hátsó lebenyével, a neurohipofízissel. A neurohipofízisben tárolódik az a hormonmennyiség, melyet a hipotalamusz termel, és idegsejtjeinek axonjain juttatja le a hipofízisbe. A két hormon, amely így ugyan a hipofízisből szabadul fel, de eredendően a hipotalamusz hormonjai,az antidiuretikus hormon ( ADH - vazopresszin), illetve az oxitocin, amely a méh összehúzódásait, illetve a tej kilövellést serkenti az emlőből szoptatáskor. A hipotalamusz egy része szabályos belső elválasztású mirigyként funkcionál, és úgynevezett „releasing” (kibocsátást szabályozó) faktorokat (RF) illetve gátló (inhibitor) faktort termel. Ezek a faktorok közvetlenül a vérbe kerülnek, majd a véráram juttatja el azokat a hipofízisbe. Ez az érhálózat egy speciális portális rendszert alakít itt ki a két szerv között. (Portális keringésről akkor beszélünk, ha egy ér kétszer oszlik kapillárisokra anélkül, 75
hogy az általa szállított vér oxigenizáltsága változna). Minden a hipofízisben termelődő hormonnak megvan a maga releasing faktor, tehát beszélhetünk ACTH-RF-ról, TSH-RF-ről, és LTH-RF-ről, valamint FSH-RF-ről. Ezen a releasing faktorok hatására a hipofízis megkezdi a megfelelő hormonok inhibitovérpályába juttatását. Egyetlen inhibitort is termel a hipotalamusz, és ez a prolaktin termelődését gátolja. Elnevezés
Rövidítése
A rövidítés eredete
Mely hormon termelésére hat
Gonadoliberin
GnRH
gonadotropin releasing
(LH-RH)
FSH, LH
hormon
Kortikoliberin
CRF
corticotropin releasing
ACTH (ȃ-LPH)
Tireoliberin
TRH
thyreotropin releasing
TSH (PRL)
hormon Szomatoliberin
GRF
growth-hormon releasing
STH
factor Szomatosztatin
GIH
growyh-hormon inhibiting hormon
STH (TSH, PRL, ACTH)
Prolaktoliberin
PRF
prolactin releasing factor
PTL
Prolaktosztatin
PIF
prolactin inhibiting factor
PTL
Melanoliberin
MRF
melanotropin releasing factor
MSH
Melanosztatin
MIF
melanotropin inhibiting factor
MSH
A hypothalamus-ban termelődő liberinek és sztatinok A táblázat foglalja
össze
a
hypothalamus
kissejtes
(parvocelluláris) állományában
keletkező
neurohormonokat, amelyek a portális keringéssel eljutnak az adenohypophysisbe. A hipotalamusz - hipofízis rendszer működése A belső elválasztású mirigyek összehangoltságát, működésük szabályozottságát egy „negatív visszacsatolás”-sal működő rendszer oldja meg. A szabályozás alapja, hogy az egyes hormonok vérszintjének normálértéke szigorúan kódolt, így ezen paraméter állandóságának megtartása a cél. Amennyiben a releváns paraméter értéke – jelen esetben a hipofízis hormon mennyisége - csökken a vérben, a hipotalamusz érzékeli a csökkenést, és releasing faktor kibocsátásával hozza a hipofízis tudtára a szervezet igényét, miszerint az anyagcsere folyamat serkentésére van szükség. A hipofízis kibocsátja trophormonját, amelynek vérszintje így emelkedik, megszűnik a hipotalamusz számára az inger a releasing faktor kibocsátására, és így a hipofízis is 76
beszünteti a trophormon vérbe történő kiadását, és leáll a perifériás célszerv működésének további serkentése is. Epifízis (tobozmirigy) Az agyalapon elhelyezkedő borsó nagyságú mirigy, amely a talamusszal (ez a hipotalamusszal együtt a köztiagy részei) áll összefüggésben (harmadik agyvelőkamrán helyezkedik el). A serdülés kora után fokozatosan sorvad, majd elmeszesedik. Régebben a korai nemi érésért tették felelőssé. Ma – legalábbis állatkísérletek szerint – bizonyítottnak látszik, hogy a nőstények nemi ciklusának, a serdülésnek az elindításáért felelős. Hormonja a melatonin, amely szerotoninból keletkező acetil-metoxitriptamin. Mi a melatonin? A melatonin egy természetes hormon, a tobozmirigy (epifízis) termeli, minden élő szervezetben megtalálható. Egy “intelligens” molekula, funkciója összetett, szelektív módon, vagyis csak akkor és ott működik, ahol szükség van rá. Közvetlenül az alvásra hat, biztonságos módon szabályozza az ébrenléti és alvási ciklusainkat. Olyan anyag, amelynek semmiféle ellenjavallata, sem mellékhatása nincs. A tudósok széleskörű vizsgálatokra alapozva fedezték fel, hogy ez a hormon jótékony hatást gyakorol mindenre: •
javítja az immunrendszer hatékonyságát, növeli a természetes védekezést, és megóv a
betegségektől általában (influenza, megfázás, stb.), •
kulcsfontosságú szerepet játszik számos anyagcsere-működésben így az antioxidáns- és idegi
védelemben, a gyulladáscsökkentésben •
elengedhetetlen az optimális energiaszint, az izmok regenerálódása és az általános egészségi
állapot szempontjából •
hatásos a halmozott fejfájásrohamok ellen, valamint csökkenti a szemekben jelentkező nyomást
egészséges emberek esetében •
védelmet nyújt a szívbetegségtől kezdve a cukorbetegségen át a csontok egészségéig és az
elhízásig, különösen pedig az öregedés jellegzetes megbetegedéseivel szemben, mint a rák, szív- és érrendszeri betegségek, autoimmun betegségek •
erős antioxidáns. Míg a legtöbb antioxidáns a sejtek egy-egy speciális területét veszik célba, a
melatonin a sejtek teljes területén képes mozogni, széleskörű védelmet nyújtva sejtjeink egészségi állapotában úgy, hogy a sejtmembránon könnyedén átjutva védi azokat a szabadgyökök támadásai ellen. Mi több, a melatonin speciális védelmet nyújt a sejtmagban található DNS számára, ami azért fontos, mivel a sejtmag teszi lehetővé a sejt számára, hogy regenerálja saját magát.
77
•
hatékony az agysejtekben zajló oxidációs folyamatok ellen is, ezért néhány tudós azt feltételezi,
hogy segíthet lelassítani az öregedés hatásait, valamint genetikai állományunkat is megóvhatja, és megvédhet bennünket az öregedéssel összefüggő betegségekkel szemben Összefoglalva tehát: A melatonin közvetlenül a tobozmirigyre hat, fenntartja ennek hatékonyságát, és megóvja az öregedéstől. A tobozmirigy egy apró szerv, az agyalapnál helyezkedik el, amely egy komplex csatlakozó hálózaton át a neuroendokrin-hormonális és idegrendszerhez kapcsolódik. Bizonyossággal állíthatjuk, hogy a tobozmirigy (epifízis) a kulcs az öregedés megértéséhez, hiszen ez vezérli születésünktől halálunkig a hormonszintek mindennapi változásait (cirkadián ciklus), ezek pedig szervezetünk minden funkcióját szabályozzák. A melatonin javítja az immunrendszer hatékonyságát, növeli a természetes védekezést, és megóv a betegségektől általában (influenza, megfázás, stb.), különösen pedig az öregedés jellegzetes megbetegedéseitől, mint a rák, szív- és érrendszeri betegségek, autoimmun betegségek. A fény csökkenő intenzitása fokozza, növekvő intenzitása viszont csökkenti a melatonintermelést.
A REM fázis és a melatonin A melatonin az alvási ciklust irányító hormon. A jó, pihentető, minőségi alvás annak a függvénye, hogy mennyi időt töltünk úgynevezett REM szakaszban és ezért a melatonin felelős. A melatonin megnöveli a REM-ciklus hosszát, és élénk álmokat eredményez, emiatt alvászavar ellen adják. Nem az alvásórákat hosszabbítja meg, mint egy altató, hanem az alvás minőségét, mélységét (REM) javítja. Hat a test hőmérsékletére, és álmosságot okoz. Antioxidáns – ennek következtében rákellenes – hatása van. A melatonin az emberi és állati szervezetekben is termelődő hormon. Sötétben, sötétedés hatására keletkezik mind a nappali, mind az éjjeli állatok esetén, ezért a „sötétség hormonjá”-nak is nevezik. A tobozmirigy választja ki, és a vérrel jut el a test más részeibe. Az előállítást a hipotalamusz vezérli a fény/sötétség változásairól kapott információ alapján. Ez az információ a retinában keletkezik a melanopszin nevű foto-pigmentekben, melyek a 484 nm-es kék fényt érzékelik, és működésük az A-vitaminon alapul. (Erre 78
alapozva, a lefekvés előtt másfél órával feltett, kék színt szűrő szemüveget szintén használják alvászavar ellen.) Ennek a hormonnak a kiválasztása az évszakok szerint változó fényviszonyokhoz is igazodik. Befolyásolja a szervezet energia-háztartásáért felelős leptin nevű hormont, ezáltal közvetve az emésztőrendszert is. Jelentős mennyiségű kutatás után ma már tudjuk, hogy a melatonin számos élettani területen bizonyult hatékonynak, az alvássegítésen túl: •
javítja a szív-keringési rendszer munkáját;
•
egyes rosszindulatú daganatos betegségek kezelésében megfigyeltek adjuváns hatást;
•
fokozza (serkenti) a szervezet immun-védekezését;
•
szabályozza az élettani alvásfolyamatokat;
•
megkönnyíti az időzónák átlépését, illetve a több műszakos munkavégzésből adódó zavarokat;
•
növeli a szexuális cselekvőképesség gyakoriságát és minőségét;
•
tüneti szerként mérsékli-lassítja az Alzheimer-kór lefolyását;
•
véd az O2 szabadgyökök sejtkárosító hatása ellen.
Pajzsmirigy – Glandulae thyroidea - Щитоподібна залоза Az embernél a belső elválasztású mirigyek közül méretét tekintve a pajzsmirigy a legnagyobb. tömege felnőtt embernél 30-60 g. Szabálytalan kerek folliculosokból áll. A pajzsmirigy a gégeporc alsó és a légcső felső szakaszának két oldalán helyezkedik el. Elhelyezkedését tekintve a nyakon, a gége alatt, a légcső két oldalán helyezkedik el. Két lebenyből (lobus dexter/ sinister) áll, amelyeket középen híd köt össze. Ezt a hidat isthmusnak (isthmus gl. thyroideae) nevezik, ebből időnként (az esetek 30%-a) a trachea előtt felfelé elkeskenyedő piramidális lebeny (lobus pyramidalis) ered.
A pajzsmirigy és a mellékpajzsmirigy elhelyezkedése 79
Hormonja a tiroxin vagy tireoglobulin, jódtartalmú szerves vegyület, amely fehérjéhez kötve kering a vérben. Mennyiségét az agyfüggelék serkentő (tireotrop) hormonja szabályozza. A tiroxin szabályozza a normális anyagcserét. Koncentrációjának csökkenése anyagcsere-lassulást, növekedése anyagcsere-gyorsulást okoz. Befolyásolja továbbá a szellemi tevékenységet és a vegetatív idegrendszer működését is. A pajzsmirigy a belső elválasztású mirigyek közé tartozik, vagyis hormonokat termel, melyeket közvetlenül a véráramba juttat. Ezek a hormonok a tiroxin ( T4), a trijodtironin ( T3) és a kalcitonin. A pajzsmirigy működését közvetlenül az agyalapi mirigy által elválasztott, a pajzsmirigyműködést fokozó hormonja (TSH) szabályozza. Tiroxin és trijódtrionin A tiroxin hatása elsősorban az anyagcsere folyamatokra (fehérjeszintézis, szív, máj, vese, izomzat oxigénfogyasztása), míg a kalcitonin a kalcium anyagcserére fejti ki hatását. A tiroxin és trijódtironin felépítéséhez jódra van szükség. Ennek hiányában a pajzsmirigy-hormonok nem képződnek kellő mennyiségben, az agyalapi mirigy serkentő hatására egyre nagyobbak lesznek és kialakul a golyva. I
I COOH
HO
O
CH2 NH2 I
I tiroxin
A T3 az aktívabb. Fehérjékhez kötve fordulnak elő Szintézise a tiroglobulin fehérjéből indul, ez jódozódik majd proteolizissel ebből szabadul fel a T4 és T3. Az anyagcsere szabályozásában játszanak szerepet. Túltermelésük okozza a golyvát. Kalcitonin vagy Calcitonin (CT) Kalcitonin (CT) (polipeptid): A Ca2+ és PO43- szintet szabályozza, a felesleg a vesében ürül ki. Megakadályozza a csontból a kalcium távozását. A kalcitonin csökkenti a vér kalciumszintjét azáltal, hogy gátolja az osteoblast (csontépítő) sejtekből a Ca-kioldódást, a csontosodás folyamatában a Ca-sók lerakódását támogatja , ugyanakkor fokozza a vesében a kalcium- és a foszfátürítést. Hatása a hiperkalcémia megelőzésében jelentős. A parathormonnal (mellékpajzsmirigy hormonja), mint antagonista hatású hormonnal együtt képes a vér Ca-szintjét az élettani határok között tartani. A parathormon és a calcitonin ellentétes működését a D-vitamin szabályozza egészséges mértékű jelenlétéve, már a magzati életben is A kalcitonin kiáramlásának egyik ingere a vér Ca-szintjének megemelkedése. Másik ingere a táplálék magasabb Ca-tartalma, mely fokozza néhány gastrointesitnális (GI) hormon (gasztrin, CCK, szekretin) szekrécióját. Ezek szintén serkentően hatnak a kalcitonin termelésére. Feltehetően ez a mechanizmus a kalciumban túlságosan dús takarmány hatásától védi meg a szervezetet. 80
Kalcitonin (CT) (polipeptid): A Ca2+ és PO43- szintet szabályozza, a felesleg a vesében ürül ki. Megakadályozza a csontból a kalcium távozását. A calcitonin bénítja az osteoclastok (a csontsejtek egyik tipusa) működését és megakadályozza a kalciumionok kivándorlását a csontállományból. Azt lehet mondani, hogy.
A vér kalciumkoncentrációjának szabályozása Embrionális fejlődés során a 4. hét végén kezd el fejlődni, mint belső elválasztású szerv. Vérellátása Vérellátását mindkét oldalon 2-2- verőér biztosítja, az idegi ellátása részben a hangszalag feszességét, részben a hangszalag mozgását hivatott biztosítani. Ennek azért van jelentősége, mert sérülésük esetén a hangszín megváltozhat, rekedtség, súlyosabb esetben nehézlégzés léphet fel. Jól ki van fejlődve a limfa áramlás. A limfafolyás a mély oldalsó nyaki, valamint a légcső melletti és kívüli nyirokcsomókban történik (néha a vénákban). A pajzsmirigy betegségei A pajzsmirigy betegségeire utaló jelek A következő jelek utalhatnak a pajzsmirigy betegségeire: •
fáradtság, álmatlanság akár 8-10 óra alvás után is: alulműködés: nappali fáradtság; túlműködés:
éjjeli álmatlanság •
súlyváltozások: alulműködés: hízás; túlműködés: súlyvesztés
•
hangulati ingadozás: idegesség, depresszió, pánikbetegség
•
magas koleszterinszint alulműködés esetén; alacsony koleszterinszint túlműködés esetén
•
öröklött hajlam
•
menstruációs és termékenységi problémák, gyakori probléma meddőség esetén a pajzsmirigy
működésének zavara •
bélpanaszok: alulműködés: székrekedés; túlműködés: hasmenés, irritábilis bél szindróma 81
•
haj- és bőrproblémák
•
nyelési – és légzési nehézségek
•
izom- és ízületi fájdalmak
Pajzsmirigy betegség több okból is jelentkezhet, kialakulásában fontos szerepet játszik az öröklött hajlam, bizonyos autoimmun betegségek, a fokozott stressz, életmódbeli tényezők épp úgy, mint a túl kevés jód fogyasztása. A pajzsmirigy betegségei gyakran fordulnak elő nők körében, ennek egyik oka, hogy terhesség és szoptatás alatt megnő a szervezet jódszükséglete mamák esetében. A pajzsmirigy hormon túltermelését több tényező okozhatja, úgy, mint göbös struma, autoimmun eredetű, un. Graves-Basedow kór, valamint átmeneti túlműködést okozhat pajzsmirigygyulladás fellángolása. A betegség tünetei eredettől függetlenül hasonlóak: remegés, feszültség, meleg intolerancia, fogyás, szívdobogásérzés, szapora pulzus, gyengeség, melyhez társulhatnak szemtünetek, szívritmus-zavar, nőknél vérzészavar, illetve nyaki panaszok, struma jelentkezése, illetve megnövekedése is. A pajzsmirigyhormonok hiánya, vagy csökkent szintje esetén meglassul az anyagcsere, csökken egyes szervek működése, hanyatlanak a szellemi funkciók, aluszékonyság, vizenyőképződés, vérszegénység alakul ki. A pajzsmirigy rosszindulatú daganatai Rosszindulatú daganatra kell gondolni göbös pajzsmirigy esetén fiatalabb korban, férfiaknál, ha a göb izotópot nem vesz fel, ha egyetlen göb észlelhető, ha gyorsan növekszik, az előzményekben gyermekkori izotópkezelés vagy a nyakat, mellkast ért röntgenbesugárzás szerepel, ha a göbökben meszesedés észlelhető, ha tapintással igen kemény. A rosszindulatú daganatok szövettani felépítését tekintve alapvetően négyféle daganatot különböztetnek meg. A daganatok többsége (papillárisvagy follikuláristípus) megfelelő sebészi kezeléssel (csaknem teljes vagy teljes pajzsmirigykiirtás), esetleg további izotópkezeléssel jól gyógyítható. Az ún. anaplasztikusrák gyógyulási esélye lényegesen rosszabb. Különleges forma a velős (medulláris) pajzsmirigyrák, ami a kalcitonin nevű hormont termeli. Egyik típusában családon belüli halmozódása megfigyelhető, öröklődő és már fiatal korban kialakulhat. Nem ritka, hogy a mellékvese velőállományából kiinduló, ugyancsak hormontermelő daganattal jár együtt (ún. MEN2szindróma).A rosszindulatú daganatok kezelése elsősorban sebészi, a pajzsmirigy nagy részének vagy a teljes pajzsmirigy állomány eltávolítása indokolt, szükség lehet a környéki nyirokcsomók kiirtására is. Papilláris és follikuláris rákesetében ún. radiojód utókezelésre szükség lehet, melynek során 131 kapszulát kell a betegnek lenyelnie és az a továbbiakban az esetlegesen a szervezetben szétszóródott pajzsmirigy eredetű sejteket elpusztítja és ezzel megakadályozza a betegség áttétképzését illetve kiújulását. Pajzsmirigy túlműködés (hipertireózis) Előfordulhat a hipertireózis pajzsmirigy nagyobbodással, tehát strúmával együtt, de anélkül is. Oka lehet a túlműködésnek a kívülről normális nagyságúnak látszó pajzsmirigyben helyt foglaló, elválasztó göb is. 82
Következményei: fokozott alapanyagcsere, szapora pulzus, jó étvágy mellett fogyás, verejtékezés, remegés, túlzott érzelmi-hangulati fogékonyság, könnyű sírás, nevetés. Gyógykezelése: gyógyszeres vagy jódizotópos kezelés, ritkábban röntgenbesugárzás. a göbös golyvát, ha súlyos pajzsmirigy-túéműködést okoz, intézeti előkészítés után operálni kell. Ha a pajzsmirigy-túlműködés golyvával és szemkidülledéssel (exoftalmusz) társul, a betegséget Basedow-kórnak nevezik. Kezelése különleges gondosságot igényel, mert a pajzsmirigy részleges eltávolítása, illetve a gyógyszeres kezelés nem szünteti meg a szem kidülledését, sőt fokozhatja is. A golyvával kapcsolatban tehát meg kell jegyezni, hogy egyáltalán nem minden esetben és nem feltétlenül igényel műtétet. Golyvás egyénnél is elképzelhető, hogy ideges panaszait nem a pajzsmirigytúlműködés, hanem neurózis okozza. Ha a betegnek csak egyszerű ideges panaszai vannak, indokolatlan a pajzsmirigy eltávolítása. Érvényes ugyanakkor ennek a tételnek a fordítottja is. Ha valaki az orvosok határozott javaslata ellenére nem egyezik bele az elengedhetetlen pajzsmirigyműtétbe, súlyos veszélynek teheti ki nemcsak egészségét, hanem életét is. Csökkent pajzsmirigyműködés (hipotireózis) Jellegzetes tünete a testi-lelki tunyaság, fázékonyság, a megnagyobbodott nyelv, a bőr korpádzása, sajátságos vizenyős duzzadása (mixödéma), a haj és a szőrzet hullása, lassult alapanyagcsere. Minden életkorban, de a változások kora körül, körülbelül ötven éves korban fordul elő a leggyakrabban. Ez az állapot kellő mennyiségű hormon adagolásával teljesen normalizálható. Akárcsak a cukorbetegeknél vagy az epilepsziásoknál, itt szükség van arra, hogy az orvos a beteg gyógyszeradagját beállítsa, hogy a normálisnál sem több, sem kevesebb hormon ne legyen a beteg szervezetében. Ellenkező esetben gyógyszeradás mellett is megeshet, hogy elégtelenné vagy fokozottá válik a pajzsmirigyműködés , mert túl kevés vagy túl sok az adagolt gyógyszer. A túladagolás jeleit a beteg maga is észleli, mert szapora lesz a szívműködése és ingerlékennyé válik. Pajzsmirigy eredetű kreténizmus Ha a pajzsmirigy hormontermelése a születést követő agyfejlődés időszakában hiányos vagy elégtelen, annak törpenövés, teljes szellemi fejlődéshiány, elbutultság következménye. Ezt idejében adott hormonkezeléssel ki lehet védeni és normális agyfejlődést lehet elérni. Ha a hormonadagolást későn kezdik el, a hiányos pajzsmirigyműködés tünetei megszűnnek, de az egyén szellemileg fejletlen marad. Mellékpajzsmirigy (glandula parathyreoidea) Általában négy, lencse nagyságú mirigyből áll, és a pajzsmirigy szövetébe vagy mögé ágyazódik . Noha anatómiailag a pajzsmirigy mellet (pontosabban a pajzsmirigyen) van, működésében ahhoz semmi köze nincsen. Hormonja a parathormon. 83
Parathormon (PTH). A parathormon szervezetünk mész- és foszforanyagcseréjét szabályozza. Ha a vér parathormonszintje a mellékpajzsmirigy csökkent működése miatt alacsony, csökken a vérben a mész- és a foszforszint. Ha mellékpajzsmirigyek fokozottan működnek, pl. daganat következtében, a vér kalcium- és foszforszintje megemelkedik, mert a hormon a csont sóit mozgósítja. Közvetetten, a dihidroxi-kolekalciferol képzést serkentő hatásánál fogva, fokozza a bélből a Ca felszívódását. A calcitonin, a parathormon és a dihidroxi-kolekalciferol (a kalciferolok csoportába tartozóa anyag, amelyek a D-vitamin származékai) a három fő hormonális tényező a Ca-anyagforgalom szabályozásában. A mellékpajzsmirigy működését a vérplazma ionizált Ca-koncentrációjának csökkenése szabályozza feed-back mechanizmus útján. Fokozott hormonszekréció a csontszövet mechanikus szilárdságának csökkenéséhez vezet. Hiányában viszont a vér Ca-szintjének csökkenése miatt tetániás görcsök lépnek fel. Mellékpajzsmiriggyel kapcsolatos betegségek Tetánia Ha akár gyulladás, akár műtét következtében a mellékpajzsmirigy hormonszintje egy bizonyos érték alá esik, a vérben a mésztartalom csökken; emiatt az idegek ingerlékenysége és a harántcsíkolt izomzat görcskészsége fokozódik (spazmofilia), súlyosabb esetben merevgörcs (tetánia) fejlődik ki. Ebben az állapotban a legkisebb inger (pl. gyenge hang vagy fényinger) is kiváltja az izomzat görcsös összehúzódását, elsősorban a kézfejen és az arcon. A spazmofilia, illetve a tetánia átmenetileg (sürgős esetben) mészsóval, tartósan pedig a parathormon hatású AT-10 nevű gyógyszerrel szüntethető meg. Az idős korban viszonylag gyakori éjszakai lábikraigörcs oka valószínűleg a hormonzavarra visszavezethető vérmészkoncentráció csökkenése. Mésztartartalmú ételek (pl. tej) vagy mésztabletták (kalcium tabletták) szedésével néha a görcs kivédhető. Recklinghausen-kór A mellékpajzsmirigyek túlműködése a vér kálcium- és foszforszintjének jelentős emelkedését okozza. A kalciumsók ilyenkor a szervezet legnagyobb mészraktárából, a csontokból oldódnak ki, és onnan kerülnek a véráramba. A mészszegénnyé vált csontok meggyengülnek, puhák, hajlékonyak lesznek, elgörbülnek, és bennük üregek is képződnek. Ezt a kórt hívják Recklinghausen-betegségnek. A vér magas kalciumszintje miatt mész rakódik le a belső szervekben, különösen a vesében, ami veseelégtelenséghez és vesekőképződéshez vezet.
84
A mellékpajzsmirigyek egy részének műtéti eltávolítása – ha a műtétet idejekorán végzik el – teljes gyógyulást eredményezhet. Hajnyálmirigy A hasüregben, patkóbél hajlatában, jobbról harántirányban bal felé húzódó, kézfej nagyságú mirigy. Nemcsak belső elválasztású, hanem külső elválasztású is. Mint külső elválasztású mirigy, a vékonybél emésztéséhez szükséges emésztő fermentumokat (enzimeket) termeli. Mivel egyaránt végzi a külső és belső elválasztást is ezért vegyes vagy más néven kevert elválasztású mirigynek is mondjuk. (Kevert elválasztású mirigyek még az ivarmirigyek vagyis a herék és a petefészkek.) A hasnyálmirigy belső elválasztásának köszönhetően hormonokat termel, név szerint. inzulint, glukagont és szomatosztatint. Langerhans 1869-ben írta le a hasnyálmirigyben azokat a sejtcsoportokat, amelyek a külső elválasztású mirigyek közti kötőszövetben találhatók, és amelyeket felfedezőjük után Langerhans-szigeteknek, manapság inkább szigetszervnek nevezünk. A
mirigy
állományának
kb.
1-2%-át
kitevő,
nagyjából
200
mikron
átmérőjű
sejtcsoportok A (alfa), B (béta), D (delta) és F típusú sejtekből épülnek fel. Az A sejtek termelik a glukagont, aB sejtek az inzulint, a D sejtek a szomatosztatint, az F sejtek pedig az ún. pancreaticus polipeptidet. A szigetek körül bő kapillárishálózat található. Az inzulint a mirigy belsejében levő, ún. Langerhans-szigetek béta-sejtjei (inzulinociták) termelik. Inzulin hatására csökken a vércukorszint, mert a vérben levő cukor be tud lépni a sejtekbe, és ott elég, illetve a felesleg inzulin segítségével glikogén formában főleg a májban tárolódik. A Langerhans szigetek alfa-sejtjei az inzulinnl ellentétes hatású, vércukorszint-emelő hormont, glukagont ürítenek a vérbe. Az inzulinnak és a glukagonnak tehát jelentős szerepe van – többek között – a vércukorszint-szabályozásban. A táplálkozás során a bélből felszívódó cukor növeli a vércukorszintet, mire automatikusan inzulin választódik el; ennek hatására a vércukorszint süllyed, kezdetben akár a normális alá is, majd adrenalin hatására a szint csillapodó rezgés formájában ismét emelkedik mindaddig, míg állandó szinten nem marad. Inzulin Az inzulin hiányában fellépő kórképet, a cukorbetegséget, már az ókorban is ismerték. A XIX. sz. végén Mering és Minkowski kísérletei igazolták, hogy a kórkép összefügg a hasnyálmirigy rendellenes működésével. Az inzulin feltételezett hatása beigazolódott, mikor Bantingnek és Bestnek (1929) sikerült inzulinkivonatot előállítani hasnyálmirigyből. Az inzulin két peptidláncból (A és B lánc) álló molekula, melyeket két diszulfid-híd kapcsol össze. A molekula szerkezetének felismerése Sanger (1955) nevéhez fűződik. 85
Az inzulin az ún. előinzulin formában termelődik a Langerhans-szigetek B sejtjeiben. Molekulájában az A és B láncot egy C-peptid kapcsolja össze, amely aktiválódás során peptidáz hatására leválik. Ezután az aktív hormon a citoplazmában membránnal körülvett granulumok (szemcsék) formájában tárolódik, üríttető jelre reverz (fordított) pinocitózissal jut ki a sejtből. A vérplazmában részben szabadon, részben kötött formában szállítódik. Az egyes fajok között van némi eltérés az aminosav-szekvenciában, de biológiai hatása nem fajspecifikus. Az inzulin élettani hatásai Az inzulin hatása a szervezetben általános, szinte minden szövetben jelentkezik. a) Szénhidrát-anyagcserére kifejtett
hatás.
Az
inzulin
fokozza
a
sejtmembrán
glükóz
áteresztőképességét, főként az izomzatban és a zsírszövetben (glükóz felvétel szempontjából inzulinfüggő szövetek). Fokozza a glükóz-felhasználással (glükóz oxidációja, glikogén építés), csökkenti viszont a glükóz termeléssel (glikogenolízis , glükoneogenezis) járó folyamatokat, csökkenti a vércukor szintet. A táplálékfelvételt követően a bélből felszívódott glükóz nagy része a májban glikogén formájában tárolódik, majd az étkezések közötti fázisban mobilizálódik, biztosítva ezzel a glükóz-függő szövetek (agy, vörösvérsejt stb.) állandó glükóz ellátását. b) Zsíranyagcserére kifejtett hatás. A glükóznak a sejtekbe való könnyebb belépése kihat a zsírok anyagforgalmára is. A zsírsejtben segíti a szabad zsírsavak reészterifikálását. Ugyanakkor az inzulin, mivel a sejtekben csökkenti a cAMP mennyiségét, gátolja a cAMP-érzékeny lipáz aktivitását, így a lipolízist. A májban fokozza a glükózból (kérődzőkben az ecetsavból) történő zsírsavszintézist. c) N-anyagcserére kifejtett hatás. Inzulin hatására nő a sejtek aminosavfelvétele. Ettől független mechanizmussal serkenti a fehérjeszintézist, gátolja a fehérjebontást. Ebből adódik a növekedésben betöltött szerepe. d) Egyéb hatása. Az inzulin fokozza a K-ion belépését a sejtbe, ezzel növeli a sejtek nyugalmi potenciálját. Glukagon A glukagon szintén ismert aminosavszekvenciájú, mesterségesen is előállítható polipeptid hormon. A Langerhans-szigetek A sejtjei termelik, bár előfordul a szervezetben más helyen is (bélglukagon). Szállítása a vérben szabadon történik. Glukagon receptorokat a májsejtek, a zsírsejtek és a Langerhans sejtek felületén mutattak ki. A májban az inzulin antagonistájaként hat.
86
Glukagon élettani hatása a) Anyagcsere szabályozás. Alapvető hatása a vércukorszint emelése. A májban fokozza a glikogenolízist és a glükoneogenezist. Ez utóbbi szolgálatában fokozza a májsejtek aminosav-permeabilitását, és az aminosavaknak glükózzá történő átépülését. A zsíranyagforgalomban is mobilizáló hatású, fokozza a lipolízist. b) Egyéb hatások. A glukagon serkenti az epeelválasztást, gátolja a gyomorban a gasztrinszekréciót, csökkenti a Ca-szintet és hatása van az inzulinszekréció szabályozására. Szomatosztatin A szomatosztatin a Langerhans-szigetek D sejtjeiben termelődik, de kimutatható a központi idegrendszerben, a gyomor-bélcsatornában is. Mint hipotalamusz hormon gátolja az STH kiáramlást. Mint pankreaszhormon számos más hormon mennyiségét szabályozza. A D sejtekből a 14 aminosavból álló hormon exocitosissal lép ki. A véráramba kerülve eljut a gyomorbélcsatornába, és általános gátló hormonként hat: gátolja a gasztrin, a szekretin, a CCK hormonok, valamint a hasnyál- és a gyomornedv elválasztását, a motilitást (valódi endokrin szekréció). Ezzel tulajdonképpen késlelteti a tápanyagoknak a felszívódását, a vérbe jutásuk sebességét. A hatásának másik iránya az A és B sejtek működése, ahová a D sejtekből kilépve az intersticiumban átdiffundálva jut el (parakrin szekréció). Ezen a módon szabályozza az inzulin és a glukagon termelődésének mértékét.
11. ábra. A Langerhans-szigetek A, B és D sejtjeinek elhelyezkedése (Forrás: Húsvéth, 2000)
87
Az inzulin, a glukagon és a szomatosztatin szekréciójának szabályozása A szabályozásban a Langerhans-sziget funkcionális egységet képez. Ebben elsődleges inger a vér tápanyag-koncentrációjának, elsősorban a vércukorszintnek a változása. Az inzulin szekrécióját szinte azonnal kiváltja a vércukorszint emelkedése. Aminosavak (különösen az arginin, a lizin és az izoleucin), illó zsírsavak (propionsav, vajsav, valeriánsav) szintén kiválthatják a B sejtek inzulintermelését. A gyomorbélcsatornában termelődő hormonok: a gasztrin, a szekretin, a CCK erősen serkentik az inzulintermelést. A szimpatikus idegi hatásnak és az adrenalinnak gátló, míg a paraszimpatikotóinak serkentő hatása van. A glukagon elválasztását a vércukorszint csökkentése váltja ki. A szomatosztatin termelődését részben a vér tápanyag-koncentrációja, részben pedig az A és B sejtek hormonszekréciója szabályozza. A glukagon fokozza, a szomatosztatin pedig gátolja az inzulintermelést. A glukagonszekréciót mind az inzulin, mind a szomatosztatin mérsékli. Mindazok a tényezők, amelyek inzulinszekréciót váltanak ki, a szomatosztatin szekrécióját is fokozzák. A szomatosztatin pedig válaszként csökkenti az inzulin és a glukagon mennyiségét, megvédi a szervezetet mindkét hormon túlzott mértékű termelődésétől, azaz finomítja a szabályozás mechanizmusait. A Langerhans-szigetek hormonjai, egyéb más, a pankreászon kívül termelődő hormonokkal együtt íly módon szabályozzák a tápanyagoknak a vérbe, a vérből pedig a raktárakba való jutásának, raktározásának vagy felhasználásának mértékét. Működésük eredménye az állandó és optimális tápanyag-, elsősorban glükóz ellátás. Szervezetünk szénhidrát-anyagcseréjének hormonális szabályozása Sejtjeink anyagcseréjét és a vércukorszintet egyidejűleg számos hormon szabályozza. Legfontosabbak ezek közül a mellékvesekéreg és -velő, valamint a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek hormonjai. Mindezen tényezők együttes hatása alakítja folyamatosan a szervezet anyagcseréjét, szénhidrátforgalmát. Az inzulin abszolút vagy relatív elégtelenségének következménye a cukorbetegség (diabetes mellitus), súlyosabb esetben beállhat az ún. diabéteszes kóma.
88
A hasnyálmirigy hormonainak betegségei A hasnyálmirigy szigetszervei állítják elő a glukogont, amely közvetve a vércukorszintet növeli, az inzulint, amely a vércukorszint csökkentésére van hatással, míg a szomatosztatin a testnövekedést gátolja.
Cukorbetegség. Diabétesz típusai Cukorbetegség, amelynek hátterében az inzulinhiány áll. Megkülönböztetünk primer diabetest, amely veleszületett, secunder diabetest, amely később alakul ki, és az oka ismert (például hasnyálmirigy-gyulladás), valamint terhességi diabetest is, amely szülés után jellemzően eltűnik. Cukorbetegség okai és típusai A betegség a szénhidrátok anyagcseréjével kapcsolatos. Ezek az összetett anyagok a táplálékkal történő felvételüket követően a tápcsatornában egyszerű cukrokra bomlanak, ami a vérbe való felszívódásuk után annak közvetítésével kerülnek az őket felhasználó sejtekhez, ahol további kémiai átalakulások során energia szabadul fel belőlük. Ez az energia biztosítja testünk működését (mozgás, a szív összehúzódása, a testhőmérséklet állandó szinten tartása, gondolkodás, idegi tevékenység, stb.). Az aktuálisan fel nem használódó cukrok raktárakba kerülnek, ahonnan szükség esetén, a táplálkozási szünetekben, fizikai aktivitás alkalmával mobilizálódva ismét a vérbe, és innen a sejtekbe jutnak. A cukrok sejtekbe való bejutása azonban bonyolult feladat. A sejteket kulcsra zárt helyiségekhez hasonlíthatjuk, ahová a cukor molekulák csak a zárba illeszkedő kulcs segítségével tudnak belépni és felhasználódni. A cukorbetegség lehetséges okai mind e mechanizmussal, a kulccsal és a zárszerkezettel kapcsolatban kialakuló hibákkal függnek össze. A kulcs szerepét a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek sejtjeiben termelődő inzulin tölti be, a zárszerkezet pedig a cukrokat felhasználó sejtek felületén található. Érdekességként jegyezzük meg, hogy az agy és a vese sejtjei nem rendelkeznek az említett zárszerkezettel, a cukrot kulcs nélkül veszik fel. Így küszöbölődik ki annak a veszélye, hogy hiba esetén ezek az életfontosságú szervek ne jussanak energia forráshoz.
89
1-es típusú cukorbetegség E rendszer különböző elemei romolhatnak el a cukorbetegség egyes típusaiban. Előfordul, hogy a kulcsot előállító sejtek gyulladásos folyamat következtében elpusztulnak, így megszűnik az inzulin termelése, hiányzik a kulcs. Ennek a gyulladásnak a mechanizmusára vonatkozóan több magyarázat is született. Az egyik szerint bizonyos vírusok (pl. mumpsz) az inzulintermelő sejtek roncsolása révén azokban olyan változást idéznek elő, hogy a szervezet védekezőrendszere számára ezek a sejtek idegenné válnak, és a rendszer elpusztítja őket. Lehetséges, hogy a vírusok elleni ellenanyagok egyidejűleg ezeket a sejteket is károsítják, pusztulásukat és ezáltal teljes inzulin hiányt okozva. Ezeknek az úgynevezett szigetsejtellenes ellenanyagoknak a kimutatását 1-es típusú cukorbetegség rizikója
esetén
pl.
a
testvér
diagnosztizált
betegsége
már
szűrő
jelleggel
alkalmazzák
a
gyermekdiabetológiában. Ha kimutathatók, számolni lehet előbb-utóbb a betegség jelentkezésével a másik gyermeknél is. Ilyen mechanizmusok tételezhetők fel az 1-es típusú, régi nevén fiatalkori cukorbetegségben. Elképzelhető, hogy az inzulin termelése nem szűnik meg, de szerkezete, és így működése hibás, azaz a kulcs egyik nyelve hiányzik, nem illeszkedik a zárba, s a cukor felhasználása szempontjából ez olyan, mintha nem is termelődött volna inzulin. 2-es típusú cukorbetegség A rendszer másik eleme, a zár is tönkre mehet. Ilyenkor megfelelő mennyiségű és minőségű inzulin mellett sem jut be a cukormolekula a sejtekbe. Bizonyos esetekben maga a szervezet által termelt ellenanyagok irányulnak e zárszerkezet ellen, elfoglalva az inzulin helyét. Ilyenkor a Langerhans-szigetek a normálisnál is több inzulint termelnek "gondolván", hogy nincs belőle elég, hiszen a cukor molekulák kívül rekednek. Ez az ellensúlyozó törekvés jelentősen megnövekedett terhet jelent az inzulintermelő sejtek számára, és ez a túlzott igénybevétel hosszabb fennállás után tönkre teszi őket. Végül is fokozatosan megszűnik inzulintermelő képességük, s a kulcsot injekció formájában kell bejuttatnunk. A 2-es típusú, régen időskorinak nevezett cukorbetegség magyarázatára ezen kívül számos egyéb, bonyolult
elképzelés
született,
amit
ebben
az
írásban
nem
részletezhetünk.
Akár a kulcs (1-es típus), akár a zár (2-es típus) hibájáról van szó, az a visszás helyzet áll elő, hogy a sejtek a magas vércukor által biztosított túlkínálat ellenére is éheznek, hiszen a tápláléktól el vannak zárva. A helyzetet egy étellel jól körülvett ketrecbe zárt és mégis étlen maradó oroszlán állapotához hasonlíthatjuk. A kulcs hibáját az inzulin, a zárét a megfelelő tabletták korrigálják. 3-as típusú cukorbetegség A 3-as típus az előidéző oko alapján különíthető el. A 3A típus oka a béta-sejtek működésének genetikai defektusa, a 3B esetében az inzulinhatás genetikailag kódolt hibája bizonyítható. A 3C a hasnyálmirigy betegségére (krónikus pancreatitis, más néven idült hasnyálmirigygyulladás), a 3D hormonális zavarokra (Cushing-kór, hyperthureosis stb.), 3E kémia szerek vagy gyógyszerek hatására (pl.: szteroidok), a 3F különböző vírusfertőzésekre (üjszülöttkori rubeolafertőzés, Cytomegalovírus fertőzés), 3G immunológiai 90
okokra (inzulin ellen termelődött autoimmun antitestek jelenléte), 3H az előzőktől különböző genetikai betegségekre (pl.: Down-kór) vezethető vissza. A diabétesz 3-as típusba tartozó formái nagyon ritkák. 4-es típusú cukorbetegség A 4-es típus a gesztációs vagy terhességi diabétesz, amely előzőleg nem cukorbeteg várandós nők körében fordul elő. A kör legtöbbször a szülés után elmúlik, ám előfordulása a későbbiekben növeli a diabétesz kialakulásának rizikóját.
Örökölhető-e a cukorbetegség? Sokat hallunk a cukorbetegség öröklődő voltáról. Tévedés lenne azonban azt gondolni, hogy cukorbeteg szülőnek biztosan beteg lesz az utóda is. Tény, hogy cukorbetegséget halmozottabban mutató család utódai nagyobb valószínűséggel betegszenek meg, de ez mégsem kötelező érvényű. Genetikai vizsgálatokkal több, a cukorbetegséggel kapcsolatba hozható eltérést, illetve variációt írtak le az emberi sejtek magjában található örökítő anyagban. Ezek az eltérések azonban adott esetben rejtve is maradhatnak, és csak bizonyos meghatározott, eddig nem pontosan ismert környezeti tényezők hatására válnak aktívvá, hallatnak magukról a betegség megjelenésével. Nem kizárt, hogy ezek az aktiváló külső tényezők több generáción keresztül sem érvényesülnek, és így egy cukorbetegnek esetleg csak az ükunokája betegszik meg ismét. Elképzelhető, hogy az örökítő anyagban kialakult kóros szakaszokat javító, reparáló folyamatok megszüntetik, s a betegség nem öröklődik tovább.
91
Ivarmirigyek
Here Páros szerv, amely burkokkal fedve a herezacskóban foglal helyet. Egy-egy here kisdiónyi nagyságú. A serdülés kora után a herecsatorna rendszerében termelődnek a férfi csírasejtek, a spermiumok. A spermiumokon kívül a here speciális sejtjei a serdülés korától kezdve az agyalapi mirigy hormonjainak hatására nemi hormont: androszteront és tesztoszteront választanak el. A tesztoszteron felelős az ondószálak, a spermiumok termeléséért és a megtermékenyítő képességért. A másik a herehormon, az androszteron hatására alakul ki a serdülés korábban a férfiúi nemi jelleg, a jellegzetes szőrzet, testalkat, izomzat, hang és csontváz. Androgének Ezek a férfi nemi hormonok, felelősek a férfi nemi jegyek kialakításáért. Anabolikus hatásuk is van: N retencia, fokozott fehérje szintézis (izom). H3C
OH
H3C
O tesztoszteron
Prosztanoidok Euler fedezte fel őket 1934-ben a prosztatában. Samuelson és Berkström 1982-ben Nobel-díjat kapott a körükben végzett kutatásaikért. Ebbe a csoportba tartoznak a prosztaglandinok, a prosztaciklinek, a tromboxánok valamint a belőlük képződő leukotriénekés vérlemezke aktiváló faktorok (PAF).
92
A férfi nemi működést befolyásoló hormonok A férfi nemi hormonok túltermelési mindkét nemben előfordulhat, ám némiképp különböző következményekkel jár. Nőknél a policisztás ovárium szindróma, elhízás, hirsutizmus (férfias szőrzet megjelenése), menstruációs zavarok, virilizáció lehet a következménye, míg férfiaknál kopaszodáshoz vezet. Mindkét nemnél okozhat meddőséget és aknét is a túl sok androgén hormon. A tünetek változatosak. A férfi nemi jellegek kialakításáért és a spermiumtermelésért felelős hormonok elégtelen termelődése éppúgy előfordulhat. A hormonok kémia ingerületátvivő anyagok, melyek a test különböző mirigyeiben termelődnek és a véráram útján szállítódnak.
Férfi hormonrendszer működése •
Gonadotrop releasing hormon (GNRH). A hypothalamusban termelődik kontrollálja az
agyalapi mirigy működését, amelyben többféle hormon pl: FSH és LH is termelődik. •
LH (Luteinizáló hormon). A GNRH hatására termelődik az agyalapi mirigyben és a here
Leydig sejtjeire hatva a tesztoszteron termelődését szabályozza. •
FSH (Follikulus stimuláló hormon). Szintén az agyalapi mirigyben termelődik, a
tesztoszteronnal együtt a here Sertolli sejtjeire hatva a spermium termelődést szabályozza. •
Tesztoszteron. A legfontosabb férfi nemi hormon a here Leydig sejtjei termelik, általa
befolyásolódik a spermium termelődés, a férfi izomerő, csontok állapota, másodlagos nemi jellegek és viselkedés is.
Tesztoszteron hatása A tesztoszteron a legfontosabb férfi szexuális hormon, aminek jelentős szerepe van a férfiak egészséges, erőteljes fizikumának kialakulásában. A tesztoszteron hatással van a testfelépítésre (izomerő, zsíreloszlás) és másodlagos nemi jellegekre (haj, pénisz növekedés). Nagyon fontos szerepet játszik a spermium termelődésben és a szexuális funkciókban. A tesztoszteron a legfontosabb férfihormon. A tesztoszteron felelős a férfi genitáliák kialakulásáért, haj, csontok, izom fejlődésért. A férfiak viselkedéséért. A tesztoszteron szint csökkenése miatt csökken az energiaszint, irritabilitás, koncentráció zavar, csökkent izomerő, csökkent szexuális érdeklődés alakulhat ki.
93
A magas tesztoszteron szint következményei Erős szőrösödéshez vezet, nőknél is. Ha több hím nemi hormon termelődik a kelleténél a fogamzóképes korú nőkben az meddőséget okozhat, a testalkat férfiasabbá vállhat. A doppingszerek befolyásolják a szervezetet. A hipofízis pedig egy hormonálisan rendkívül érzékeny szerv. A kutatók számára az volt a meglepő, hogy elsőként tapasztalták részleges üres sella szindróma kialakulását jelentős agyalapi mirigy sorvadással egy olyan elit bodybuildernél, aki hosszú ideje használt növekedési hormont, tesztoszteront és pajzsmirigy hormon készítményeket. A testépítést vagy egyéb sportágakat végző sportolók a bevitt hormonális szerekkel, csak átmeneti teljesítménynövekedést érnek el, a készítmények ugyanis megbontják a hormonháztartást és hosszabba távon egészségkárosodáshoz vezet.
Az alacsony tesztoszteron szint veszélyei Az alacsony tesztoszteron szint veszélyei a következőek:
‐
a mellékvese elveszíti tesztonszteron termelő képességét
‐
a szabad tesztoszteronok vérszintje leesik, ami megakadályozza a tesztoszteronok eljutását a szövetekbe, izmokba.
A tesztoszteron normál szint alá csökkenése izomgyengülést, erekciós problémát, csontsűrűség csökkenést, depressziót és fáradtságérzetet okoz, továbbá irritációt, koncentrációzavart és depressziós állapotot eredményezhet. Ha kezelés nélkül marad az alacsony tesztoszteron szint, az életszínvonal csökkenését és komoly egészségügyi problémákat okoz. Az átlagtól alacsonyabb tesztoszteron szint kedvezőtlen hatással van a párkapcsolatra, a szexuális és társasági éltre, csökkenti az izomtömeget, ami gyenge izomzathoz vezet, növeli a mell méretét, csökkenti az arc és test szőrzetét, egyszóval a test nőiesedni kezd.
Herehiány Ha mindkét here a serdülés kora előtt – akár betegség, akár műtét, akár sérülés következtében – elpusztul és hiányoznak a hormonjai, nem fejlődnek ki a férfias külső jellegek. Ha viszont a serdülés kora után 94
következik be a herék pusztulása, a spermiumtermelés és a nemzőképesség megszűnik, és a külső nemi jellegek visszafejlődnek. Az eunuchokra jellemző csökkent szőrzet, a nőies zsírpárnák és az elnőiesedett hangszínezet. Megfelelő hormonadagolással az eunuchoidizmus minden tünete megszüntethető, egyedül a megtermékenyítő képesség hiánya nem.
Petefészek (ovárium) Az alhas két oldalán elhelyezkedő, mandula nagyságú páros szerv, amely részint a medencefalhoz, részint – a petevezető és a kötőszövetes szalagok révén – a méhhez van rögzítve. A petefészek termeli a petesejteket, és egyben a belső elválasztású mirigy is. A serdülés korában a köztiagyból – valószínűleg a tobozmirigy működésének megszűnése következtében – „utasítás” jut az agyalapi mirigyhez, amelyekben speciális serkentő hormon termelése indul meg. Ezt a hormont rövidítve FSH-nak nevezik follicle stimulating hormone ( follikuluszstimuláló hormon vagy tüszőérlelő hormon). Az FSH az addignyugvó petefészekben megindítja a petetermelő tüszők érlelését – és az érlelődő tüszőben megindul a tüszőhormontermelés. A tüsző latinul follikulus-hormon. A follikulus-hormon hatására fejlődnek kis a serdülő leánygyermekeken a belső nem i szervek és a másodlagos nem jegyek: a jellegzetes női alkat, a zsírpárnázat, a nemi szőrzet. A serdülés kora után a 28 naponként visszatárő női ciklusban a follikulus-hormon hatására a méhnyálkahártya minden alkalommal előkészül az esetleg megtermékenyülő pete befogadására. A petefészek tüszői által termelt tüszőhormon a véráram útján nemcsak a méh nyálkahártyájához jut el, hanem egyidejűleg a köztiagyhoz, illetőleg a az agyalapi mirigyhez. Amikor egy bizonyos koncentrációt elért a tüszőhormon a vérben, automatikusan fékezi, csökkenti az FSH-termelést – és elindítja egy másik agyalapimirigy hormonnak, az LSH (vagy LH) termelését vagy lutenizáló hormon termelést. A lutenizáció sárgatestképzést jelent. LSH hatására a petefészek tűszúiben megindul
a sárgatesthormon termelés. A
sárgatest latinul corpus luteumnak hívják, a corpus luteum hormont viszont progeszteronnak is szokás nevezni. A tűszőérés megindulásától számított kb. 14. napon a tüsző megreped, és érett pete szabadul ki belőle. Ezután a tüsző átalakul sárgatestté, és a sárgatest termeli a tovább a progeszteront, amely a tüszőhormon által előkészített méhnyálkahártyát alkalmassá teszi arra, hogy az esetleg megtermékenyült petét befogadja. Ha a női petesejt megtermékenyül, a sárgatesthormon segíti a terhesség megtartását, a magzat fejlődését. Ha viszont nem következik be terhesség, a vér sárgatesthormon-szintje egy bizonyos küszöbérték alá esik, s e szint már nem képes a méhnyálkahártya megmaradását biztosítani. A méhnyálkahártya tehát lelökődik, és megindul a kb. 28. naponként visszatérő havivérzés, a menstruáció. Ettől kezdve ismét az FSH-termelés kerül túlsűlyba, és újból elkezdődik a 28 napos körforgás, a ciklus.
95
Ha serdülés kora előtt pusztulnak el a petefészkek, nem termelődik tűszőhormon. nincs peteérés, tehát nem alakul ki a másodlagos nemi jelleg, a jellegzetes női alkat, és nem fejlődnek normálisan a belső nemi szervek. Az egyoldali petefészek-kiirtás, ami műtét következtében nem ritka, nem okoz kiesést vagy cikluszavart, mivel a megmaradt egyetlen petefészek is bőségesen biztosítja a megfelelő hormonális szintet és ciklust. Ha akár műtét, akár más okok miatt mindkét petefészek működése kiesik, a női ciklus megszűnik, és mivel peteérés nincs többé, megtermékenyülés sem lehetséges. A női küllemben és a szexuális magatartásban azonban ekkor sincs változás. Amilyen fokozatosan, folyamatosan – tehát nem lökésszerűen egyszerre – indult el a köztiagyban és az agyfüggelékben az első havivérzést megindító bonyolult hormonális szabályozás, ugyanolyan lassan, fokozatosan áll le, általában 44-52 éves kor között. Ez az időszak a változás kora, a klimax.
Ösztrogének Női nemi hormonok. A petefészekben képződnek. A hipotalamusz gonadoliberin hormonja stimulálja a hipofízis FSH hormonjának termelését, ami növeli a petefészek ösztrogén termelését. Felelősek a másodlagos női nemi jelleg kialakításáért. Az ösztrogén szint nő a menstruációs ciklus közepéig majd rövid konstans szakasz után csökken a menstruációig. Az ösztrogének már a serdülőkor folyamán fontos szerepet játszanak a nők életében a nemi érés szabályozása révén és a másodlagos nemi jelleg kialakításában, mint például a mellek növekedése, nőies formák kialakulása vagy a szemérem- és testszőrzet eloszlása. A serdülőkori fokozott ösztrogéntermelődés a csöves csontok növekedési zónájának (epifízis fuga) fokozatos lezáródását okozza, így befejeződik a test növekedése. A progeszteron a szervezet elsődleges sárgatesthormonja, amelyet a menstruációs ciklus során a petefészekben keletkező sárgatest (corpus luteum), vagy terhesség alatt a méhlepény (placenta) választ el. Progeszteront kisebb mennyiségben a mellékvesék is termelnek. E hormon funkciója az ösztrogénekkel együtt a menstruációs ciklus szabályozása, és elsődleges szerepet játszik a terhesség megtartásában.
96
Ösztrogének képviselői:
OH
OH
O
OH
HO
HO
HO
ösztradiol
ösztriol
ösztron
Gesztagének A petefészekben lévő sárgatestben (korpusz luteumban) termelődik. A terhesség hormonja
H3C
CH3 C O
H
H3C
H
H O
progeszteron Megelőzi az ovolációt, gátolja a méh mozgását, megtartja a terhességet a 3. hónap végéig, majd a placenta veszi át a szerepét.
A női nemi működés zavarai, betegségei A szexuális testi/lelki fejlődést és működést döntő módon befolyásolhatják a női működési zavarok Elsőként a nemi érés jelentkezésének időpontjában észlelhető zavarokat említjük meg. Előfordulhat korai
nemi érés, ami azt jelenti, hogy - elsősorban centrális okok miatt - olyan fiatal korban indul meg a női szexuális fejlődés, amikor még természetszerűleg nincs meg a megfelelő pszichés-szociális-környezeti háttér.
Késői nemi érésről beszélünk akkor, ha a pubertás jelentkezése húzódik el (bár említettük, hogy a normális jelentkezési idő is változhat elég széles határok között). A nemi érés mindkét zavarának lehet oka az idegrendszer-agyalapi mirigy működésének hibája vagy számos idült betegség, táplálkozási zavar, stresszhatás, amely a szervezet egészét érinti. Vannak ún. mellékvese kéregeredetű nemi hormonok. Normális körülmények között ezek szerepe alárendelt a petefészek hormonjai mögött, de kóros esetben - és itt elsősorban csak a fokozott működés jön szóba - már jelentős tünetekkel kell számolnunk. Mivel ezek férfi hatású hormonok, túlműködésük esetén a 97
nőkben ilyen jellegű elváltozások keletkezhetnek. Ezek oka az esetek nagy részében a hormontermelés kémiai folyamatainak genetikai károsodások miatt jelentkező enzimzavarai. A fogamzóképes korban lévő nők nemi hormontermelésének hibái klinikailag elsősorban három tünetcsoportban jelentkezhetnek: 1. A ciklusok zavarai közül a beteg elsősorban a menstruációs ciklus megváltozását veszi észre Az esetek egy részében ez a fogamzóképesség zavaraival is jár. 2. Lehetséges, hogy a várt és óhajtott megtermékenyülés látszólag normális ciklusok megléte ellenére sem következik be. 3. A nőies alkat változásai jelentkeznek: fokozott szőrzetnövekedés, az alkat férfias jelleget ölthet, pszichés változások is bekövetkezhetnek.
A menstruációs ciklus zavarainak nagyon sok oka lehet. A táplálkozás, az életkörülmények, a fizikai és pszichés ártalmak, idegi behatások egyaránt befolyásolhatják a ciklust, ami akár rövidebb-hosszabb időre ki is maradhat. Ezek az okok is a hormonális rendszeren keresztül hatnak: az idegrendszert ért ártalmak a hipotalamusz-hipofízis-tengelyen keresztül fejtik ki hatásukat. Ilyenkor azonban maga az endokrin szabályozó rendszer ép, csak a megváltozott körülmények okozta behatásokra küld "helytelen információt" a nemi mirigyekhez. Más esetekben viszont az agyalapi mirigynek vagy a petefészeknek a működési zavara a kóros hormontermelés oka. A hormonzavarok rendkívül összetettek, a gonadotrop hormonok és az ösztrogének/progesztagének vonatkozásában túl- és csökkent működés keveredhet. Minden ilyen esetben a nőgyógyász és endokrinológus tanácsát kell kikérni, és sokszor csak nagyon részletes vizsgálatok deríthetik ki a betegség lényegét és a kezelés módját. Az infertilitásnak (a fogamzás elmaradásának) szintén nagyon sok oka lehet, és az okok tisztázása nagy türelmet, tapintatot és sok vizsgálatot igényel. Amíg a férfi fogamzóképessége aránylag egyszerű módon tisztázható, addig a női partner hasonló célú vizsgálata hosszabb, bonyolultabb, a nő számára sokkal terhelőbb. A női infertilitás okai közül első helyen csak megemlítjük a nőgyógyászati okokat. Lehet ez például a méhnyálkahártya rendellenessége, a petevezetékek gyulladás utáni elzáródása és még számtalan egyéb ok. Ezek kizárása után jöhet gyanúba a női hormonrendszer. A komplex hormonzavar járhat a menstruáció elmaradásával, de lehetséges, hogy a normális menstruációs ciklus mellett az ovuláció zavara vagy elmaradása áll fenn, és ez természetszerűen infertilitással jár. A petesejt fejlődési zavarai mögött állhatnak még genetikai okok is. 98
A női infertilitás összetettek lehetnek, kivizsgálásuk és kezelésük nem egyszerű feladat, de ha eredmény születik (a szó átvitt és valódi értelmében is!), az mindennél többet jelent. Az ide tartozó tünetek oka - ha nem genetikai zavarról van szó - a női szervezetben kis mennyiségben normálisan is keletkező férfi típusú (ún. androgén) hormonok túltermelése. Ezek nagyobbrészt a mellékvesekéregben, kisebb mennyiségben a petefészekben is termelődnek, és az esetek legnagyobb részében a már említett enzimzavarok vezethetnek felszaporodásukhoz. Ritkábban hormontermelő daganat állhat az elváltozás hátterében. A legszembeötlőbb tünetek - a csaknem mindig jelentkező menstruációs zavarok mellett a hirzutizmus illetve a virilizmus. Hirzutizmus: a női szervezetben mutatkozó fokozott szőrzetnövekedés az arcon, a felső ajak felett, az állon, a hason, illetve a mellek körül. Virilizmus: a hirzutizmus tüneteihez egyéb "férfias jelek" csatlakoznak, például férfias típusú kopaszodás (az a bizonyos "magas homlok"), mély hangszín, férfias jellegű alkat és izomzat.
A virilizmus mögött gyakorlatilag az esetek legnagyobb részében genetikai/kromoszóma-károsodás vagy hormonális zavar áll, de, mint említettük, hormontermelő daganat jelenlétére is utalhat.
A hirzutimus hátterében sok egyéb tényezőt is keresnünk lehet: - genetikai tényezők (a déli népeknél a minimális hirzutizmus gyakoribb, csaknem általános és normális jelenség, míg ugyanez az északi hölgyeknél már kóros lehet); •
egyéb hormonzavarokhoz társulhat (Cushing-kór és főleg -szindróma, fokozott laktotróp
hormon-termelés, akromegália); •
bizonyos gyógyszerek hosszan tartó szedése;
•
ismeretlen eredetű (az orvosi nyelv erre is szép kifejezést használ:"idiopathiás".
A menopausa endokrinológiája A női nemi ciklusok a pubertással kezdődnek, és - sok egyéni és környezeti tényezőtől függően általában a 45-55 éves korig tartanak. A női hormonszintek hirtelen változása sok nőben okozhat többé-kevésbé elviselhető ún. klimaxos
panaszokat (gyakori hőhullámok, pszichés labilitás, súlyingadozás stb.). Ha csak lehet, ezeket ne kezeljük hormonkészítményekkel, mert felboríthatják a szervezet lassan beálló egyensúlyát.. Sokkal nagyobb gondot jelenthet a menopausában kialakuló mészszegénység (osteoporosis). Kimutatott tény, hogy ez az elváltozás a kifejezett csontfájdalmakon túl komoly szerepet játszik az idősebb korban a nőkben bekövetkező csonttörésekben, elsősorban a combnyaktörésekben. A gyógyításban elsődleges szerepe van az ösztrogénkészítményeknek, amelyek jó hatásuk mellett nem rendelkeznek az ösztrogénkezelés során esetleg előforduló mellékhatásokkal. 99
Mellékvese Mindkét vese felet, azok csúcsán sapkaszerűen elhelyezkedő mirigyképlet. Anatómiailag a mellékvese egyetlen szerv (pl. egyetlen kötőszövetes tok veszi körül), működés és szerkezet szempontjából azonban két egymástól eltérő belső elválasztású mirigyet foglal magába: az egyik mellékvesekéreg, a másik a
mellékvesevelő. A kéregállományból eddig 30-nál több hormont vontak ki. Közülük gyakorlati szempontból a leglényegesebb és a legismertebb a kortizol, a kortikoszteron és az aldoszteron.
A mellékvese elhelyezkedése és felépítése
Mellékvese szöveti szerkezete
A mellékvesekéreg hormontermelésének irányítását az agyalapi mirigy serkentő hormonja, az ACTH
(Adreno-Cortico Hormon) végzi, vagy a mellékvese serkentő hormon. Az ASCTH hatására termelődő kéreghormonok az emberi szervezet só- és vízforgalmát, valamint cukoranyagcseréjét irányítják. Ezenkívül szerepük van a szervezet ellenállóképességének fokozásában, a megerőltetés, az ún. stressz elleni védelemben is. Mindkét mellékvesekéreg pusztulása összeegyeztethetetlen az élettel. A velőállomány hormonja az adrenalin és a noradrenalin. E két hormon a vegetatív idegrendszer
szimpatikus rendszerének kémiai hatóanyaga, s így a mellékvesevelő a szimpatikus rendszer része. Félelem, hideg és más izgalmak hatására a szimpatikus hatóanyagok a véráramba jutva ún. vészreakciót váltanak ki hiánytüneteket, mivel az adrenalin, illetve a noradrenalin termelésében a szimpatikus ganglionok is.
Kortikoidok A mellékvese kéreg-állománya (kortex) termeli őket. A hipotalamusz CRF (cortikotropin relasing factor) hatására ACTH szabadul fel a hipofízisben és ez hat a mellékvesére. Két fő csoportjuk van. A glükokortikoidok a szénhidrát, zsír, és fehérje metabolizmusra hatnak. A mineralokortikoidok az elektrolit egyensúlyt (Na+ retenció) szabályozzák.
100
Glükokortikoidok Fő hatáshelye a máj, bár van receptora az izmokban és az agyban is. A cukor forgalmát a piruvát foszfoenol-piruvát szintézisre, a zsírét az adenil ciklázra a fehérjékét pedig a protein szintézisre való hatással szabályozza. Akkor kell adagolni őket ha a kortex elhal. Hosszas kezelésnél holdarc, csontritkulás, kövérség, magas vérnyomás léphet fel. Mellékhatásként gyulladás ellenes és antireumatikus hatásuk van. Ezt a prosztaglandin és kollagén szintézis gátlásával, a kapilláris-áteresztőképesség csökkentésével érik el. Jó hatásuk van még allergia ellen is( asztma, bőr, külsőleg is).
CH2OH
CH2OH H3C
O H3C
C O OH
H3C
HO
C O OH
H3C
kortizol
kortizon
H3C
O
O
O
HO H3C
CH2OH C O
kortikoszteron
Igen erős gyulladásgátlók, de komoly mellékhatásaik vannak. Az arachidonsav egész ciklusát gátolják, ennek következtében csontritkulás, magas vérnyomás, máj és vese károsodás, cukorbaj léphet fel. Elsősorban helyi gyulladáscsökkentőként alkalmazzák őket.
Mineralokortikoidok Na+ retenciót okoz a vesében (visszaszívás a primer vizeletből), az ACTH és az angiotenzin szabályozza a CH2OH termelődését. CHO
C O
HO CH3
O aldoszteron
Renin jellemzése A renin proteolitikus enzim, amely a vese juxtaglomuláris apparátusában a proreninből keletkezik és az angiotenzinogén → angiotenzin I átalakulását katalizálja. A glomeruláris filtrációs ráta (GFR) hormonális szabályozásában vesz részt renin-angiotensin rendszerként, amely során csökkenti a GFR-t.
101
Hormonális hatások: -vazopresszin, kortizol, ösztrogének (vese Na+ háztartása, víz visszaszívás). -vazopresszin, adrenokortikoidok, katekolaminok β-blokkolók (renin termelés) -aldoszteron (K+ mennyisége), -prosztaglandinok, tromboxánok. Ezek összjátéka tartja fenn a normál vérnyomást. A magas vérnyomás leggyakrabban vesei eredetű. A vesében nyomásérzékelők, baroreceptorok vannak. Ha kicsi a nyomás a vese renint termel. A renin hatására a májban képződő, a véráramban keringő fehérjéből az anginotenzinogénből angiotenzin I. (dekapeptid) keletkezik. Ezt az ACE (angiotenzin konvertáz enzim, a vesében és a tüdőben termelődik) tovább hasítja Angiotenzin II-vé (8 aminosav). Ez az aktív anyag, receptoraira kapcsolódva növeli az aldoszteron szintet, így nő a Na+ és víz visszaszívás, nő a vérnyomás) Az angiotenzin II.-ből még angiotenzin III. is képződik (7 aminosav).
A másodlagos hírvivők szerepe a hormonális szabályozásban A poláris hormonok egy része ún. másodlagos hírvivők közvetítésével fejti ki hatását. A másodlagos hírvivők olyan szabályozó anyagok, amelyek egyes anyagcsere-folyamatokat szabályozó enzimek működését serkentik vagy gátolják. Sejten belüli koncentrációjuk a hormon kötődésének hatására megnő. Másodlagos hírvivő közreműködésével alakul ki például az adrenalin hatása. Az adrenalin erősen poláris molekulájú, ezért a sejthártyán nem juthat be a citoplazmába. A májsejt membránjának külső felületén hozzákötődik a megfelelő hormonreceptorhoz. A kötődés következtében a receptormolekula térbeli szerkezete megváltozik. A módosult szerkezetű membránfehérje a sejt belseje felé olyan változásokat indít el, amelyek hatására a citoplazmában az ATP-ből egy ciklikus AMP (röviden cAMP) nevű vegyület keletkezik. A képződő cAMP a májsejtekben nagyszámú enzimmolekula működését befolyásolja, hatására hirtelen fokozódik például a glikogén-glükóz átalakulást katalizáló enzimek működése. A májsejtben emiatt glükóz képződik, ami a sejtből kijutva növeli a vércukorszintet. Mindez gyorsan lejátszódó folyamatsor, így nem csoda, hogy adrenalin hatására egy-két perc alatt megnő a vércukorszint.
Az adrenalin hatásának kialakulása a májsejtben
A mellékvesekéreg hormonjainak hatása a szénhidrát-anyagcserére 102
Mellékvese-betegségek Addison-kór A mellékvesekéreg elpusztulhat tbc-s fertőzés vagy daganat következtében, de akkor is, ha valaki az orvosi utasítások megszegésével éveken át nagy mennyiségű mellékvesekéreg-hormont szed (pl. ízületi bántalom vagy asztma miatt). A tartós szedés hatására maga a mellékvesekéreg csökkentheti, beszüntetheti hormontermelését, sőt, sorvadásnak indulhat. Ha sorvadásra kerül sor, a gyógyszerszedés elhagyása után sem termel hormont a mirigy, ami hiánytünetekben nyilvánul meg. A kéreghormonhiány következménye az Addison-kór, amelyre jellemző az alacsony vérnyomás, a búr barna elszíneződése, a nagyfokú izomgyengeség, illetve a só- és cukoranyagcsere zavara. E betegség gyógyításának alapelve, hogy a hiányzó kéreghormont gyógyszeresen pótolják; kortizonnal vagy a DOCA nevű gyógyszerrel a tünetek teljesen megszűntethetők. Magától értetődik, hogy az Addison-kórosnak a hormont egész életén át kell szednie, hiszen arra állandóan szüksége van.
Cushing-kór és Cushing-szindróma A kéreghormonok megszaporodására utaló tünetcsoport vagy az agyalapi mirigy kóros működésére, vagy a kéregállomány fokozott hormontermelésére vezethető vissza. Az előbbi állapot a Cushing-kór, az utóbbi Cashing-szindróma (tünetegyüttes). A Cushing-szindróma oka többnyire a hormontermelő kéregszövet daganatos burjánzása. Tünetei a Cushing-kóréval azonosak. Műtéttel vagy gyógyszeresen kezelhető.
Szőrösödés. Hirzutizmus, virilizmus A nőkön néha észlelt férfias típusú szőrnövés (igen ritkán szakáll- és bajusznövés) oka szintén a mellékvesekéreg és bizonyos hormonjának a túltermelése lehet. A nők enyhébb szőrösödése a változsá korában szinte általános jelenség. Hátterében az esetek döntő többségében semmiféle hormonzavar nincsen. Ezekben az esetekben kozmetikai eljárásokkal, a szőrzet kiszőkítésével, gyantázással, szőrtelenítő anyagokkal vagy villanyborotvával a szőrzetet ideiglenesen el lehet távolítani. A bajusz vagy a szakállszőrzet végleges eltávolítását elektromos tűvel egyenként is el lehet végezni. Ez az eljárás véglegesen eltünteti a szőrszálakat. Ha nem különösen feltűnő a szőrzet, legjobb megbarátkozni vele, és hagyni úgy, ahogy van. Súlyosabb esetekben bizonyos gyógyszerekkel is kísérleteznek, ez a módszer azonban csak speciális tapasztalattal rendelkező klinikákon kivitelezhető.
Conn-betegség. A mellékvesekéreg fokozott aldoszteron-termelődésének következménye. Elsősorban súlyos vérnyomásemelkedésben, a só- és vízháztartás zavarában nyilvánul meg. Speciális intézetben diagnosztizálható, műtétileg gyógyítható.
103
Mellékvese-daganat. A mellékvesevelő hormontermelő állománya – daganatos elváltozása miatt – megszaporodik így az adrenalin, illetve a noradrenalin túlzott mértékben termelődik és jut a vérbe. Legfőbb tünete a rohamokban jelentkező vagy az állandó vérnyomásemelkedés, viszont okozhat más anyagcsere zavarokat is. Csak műtéttel gyógyítható.
Tímusz (magzatmirigy, csecsemőmirigy vagy kedezmirigy) A csecsemőmirigy, más néven tímusz szerepét sokáig titok fedte. Ma már tudjuk, hogy az immunrendszer központi szerveinek egyike (a másik a csontvelő). Emlősökben – így az emberben is – két lebenyből áll, ezek kisebb lebenykéinek sejtjei külső kérgi és belső velőállományt képeznek. A tímusz szürkés-rózsaszín szerv, mely a mellkasban a szegycsont mögött helyezkedik el.. Súlya mindössze 30-40 gramm, amit a serdülés idején ér el, aztán fokozatosan visszafejlődik. Élettani jelentősége mindmáig nem teljesen tisztázott. Hormonjai: a promin és a retin a sejtnövekedést serkentik, illetőleg gátolják, hatnak továbbá a nyirokszövet-képződésre, és így játszanak a szerepet a szervezet védekezésében, az immunrendszer kifejlődésében, amely az idegen szövetekkel, fehérjékkel vagy kórokozókkal szemben lép fel. A csecsemőmirigy az egyik legfontosabb mirigyünk, mégis keveset tudunk róla. A csecsemőmirigy úgy tekinthető, mint az immunrendszer egyik fontos szerve. A mirigy a mellcsont felső része mögött helyezkedik el, és gyermekkorban éri el a testsúlyhoz viszonyított maximális nagyságát. Később a legtöbb embernél először zsírszövetté, majd kötőszövetté alakul, de a működése nem áll le teljesen. A nyirokszervek közül a csecsemőmirigynek van a legtöbb szimpatikus beidegzése, és ez idáig csak itt találtak paraszimpatikus beidegzést is. A csecsemőmirigy a szívburok felett helyezkedik el, és még egy aktív és erős partnere van, a lép. Mivel hozzá közel, a légcső és a nyelőcső közti területen futnak a nagy nyirokpályák, a csecsemőmirigy egészen különleges helyet foglal el, aktívan részt vesz szervezetünk energiaháztartásában, az idegrendszerünk és hormonrendszerünk, illetve nyirokrendszerünk és immunrendszerünk közötti kölcsönhatásban. A csecsemőmirigy az egyetlen az immunszervek közül, aminek közvetlen agyi kapcsolata van. A hormonai közül legismertebb a timozin. A mirigy legfőbb funkciója a limfociták „kiképzése”, melynek során megtanulnak
különbséget
tenni
a
testazonos
és
a
testidegen
anyagok
között.
A csecsemőmirigynek árt az alkohol, a cigi, a kávé, és a stressz. Helyes működését elősegíti az A-, a B6- és a C-vitamin,
valamint
a
vas
és
a
cink.
Ha a csecsemőmirigy jól működik, akkor nem alakulnak ki az emberben különböző félelmek, fóbiák, szorongások, illetve nem alakul ki túlzott szkepticizmus. A csecsemőmirigynek köszönhető továbbá a segítőkészség, az érdeklődés más emberek iránt, és a reményteljes vidámság. Nagyon sok csecsemő és kisgyerek ösztönösen ütögeti a mellkasát, ugyanis a csecsemőmirigyet lehet és érdemes külsőleg is aktivizálni. A szegycsont területének dörzsölése, masszírozása, simogatása hangkiadással (pl. énekléssel, zümmögéssel)
104
kísérve aktivizálja a csecsemőmirigyet. Jót tesz neki a nevetés is. Ha a szülők rendszeresen csiklandozzák a kisgyereket, az nevetésre ingerli, a nevetéstől viszont jól fog fejlődni a csecsemőmirigye.
A méhen belüli élet során a magzati őssejtekből különféle funkciójú sejtek képződnek. A vér őssejtjeiből például nyiroksejtek is képződnek, ezek közül azok, amelyek a vérárammal bekerülnek a tímuszba, ott ún. tímusz-függő limfocitákká (röviden T limfocitákká vagy T sejtekké) alakulnak. Bár a születés után még sokáig képződnek T sejtek a tímuszban is, a képzés egyre inkább áttevődik a nyirokcsomókba, ahol e folyamat életünk végéig tart. A tímusz nagysága nem csecsemőkorban a legnagyobb (kb. 4×5 cm), csak a baba méretéhez képest tűnik nagynak. A születés után tovább növekszik egészen a pubertás korig, majd ettől kezdve fokozatosan csökken a mérete, és szerkezetében egyre több lesz a zsírszövet. Az életkor mellett a másik „sorvasztó”
tényező sejtjeinek kortizol érzékenysége. A kortizol a mellékvesekéregben képződő nagyon sokféle hatású szteroid hormon, melynek termelése stresszhelyzetekben fokozódik. Gyulladásos betegségek egy részében az orvosok írják fel betegeiknek a szintetikus kortizol-származékokat – a szteroidokat, pl. a prednizolont. Tehát a nagy, illetve gyakori stressz és a tartós szteroid kezelés egyaránt gyorsítják a tímusz elsorvadását. A tímusz hiánya súlyos betegséget okoz, az így született gyermekek – megfelelő kezelés nélkül – nem sokáig tudnak életben maradni, mert nem tud szervezetük ellenállni a fertőzéseknek. Ugyanakkor, ha felnőtt korban, bizonyos betegségekben (pl. miaszténiában) eltávolítják a tímuszt, az immunrendszer működésében komoly zavar már nem keletkezik. A tímusz tehát az immunrendszer egyik legfontosabb sejtjének a képzési helye,emellett a T limfociták működését befolyásoló tímusz-hormonokat is termel. A T limfociták szerepe kettős: egyrészt az egész immunrendszer karmesterei, szabályozói, másrészt az ún. sejtközvetített immunreakciók végrehajtói, tehát a sejtekben
élő
vírusok,
paraziták
elpusztításában játszik
fontos
szerepet.
A T limfociták
működőképessége idős korban (65 év felett) már kimutathatóan gyengébb, 80 éves kor felett pedig még jobban csökkent. Ezzel hozható kapcsolatba, hogy bizonyos vírusok (pl. az övsömört okozó bárányhimlő vírusok), vagy baktériumok (pl. a tuberkulózis baktériumok) az idős embereket könnyebben megbetegítik. A 70-es évektől kezdve számos anyagot izoláltak a tímuszból, melyek különféle immunológiai hatást mutattak. E kutatások talán legismertebb alakja az amerikai A. L. Goldstein professzor. Sok klinikai vizsgálatot is végeztek ezekkel a hormonokkal, elsősorban vírusfertőzésekben vagy azok megelőzésében és különféle daganatos
betegségekben. Bár
a
tímusz
hormonkezelés
állatkísérletekben egyértelműen
hatásos volt, azaz az immunrendszert kifejezetten erősítette, az eddig végzett emberi megfigyelések még csak gyenge hatásokat jeleztek. A kutatások most is folynak pl. hepatitisz vírusfertőzéssel kapcsolatban – más anyagokkal kombinálva.
105
Összefoglalva a csecsemőmirigy funkciói: •
Az agyalapi miriggyel és a pajzsmiriggyel együtt a csecsemőmirigy meghatározza a test alakját
és nagyságát is, szabályozza a mellékveséket és az ivarmirigyek funkcióját. Ezenkívül a szervezet
ellenálló rendszerének legfontosabb központi szerve. •
A csecsemőmirigy a nyiroksejtek iskolája és gyára. Ezek a fehérvérsejtek a szervezet felügyelő
csoportjának
számítanak.
A
nyiroksejtek
éretlen
állapotban
kerülnek
a
csontvelőből
a
csecsemőmirigybe, majd ott a sejtek a csecsemőmirigy hormonjainak hatására érnek meg. Ezután ismét elhagyják a mirigyet, majd a nyirokcsomókban és a lépben telepszenek meg, ahol a limfociták új generációit, a T-limfocitákat fejlesztik ki. •
Amennyiben a szervezetet mikroorganizmusok támadása éri, akkor az agy közvetlen
"csatornán" keresztül képes mobilizálni az ellenállást. A T-limfociták, illetve a T-segítősejtek megállapítják, miféle betolakodókról van szó, majd úgynevezett hírvivő anyagok közvetítésével elrendelik, mely ellenálló sejtek bevetésére kerül sor. A T-ölősejtek ezután megsemmisítik a betolakodott ellenséget. Vagy az elfajult rákos sejteket is. •
csecsemőmirigy a nyirokrendszer informátora is. A nyirokrendszer az anyagcsere
szolgálatában áll, és gondoskodik róla, hogy a sejtek egészséges közegben működhessenek. •
csecsemőmirigy tehát a szervezet ellenálló rendszerének, energiaáramlásának egyik
legfontosabb irányítószerve. •
csecsemőmirigy normális működése egyensúlyban tartja a két agyféltekét. Ily módon képesek
vagyunk kreatív cselekedetekre, ugyanakkor képesek vagyunk az életet egészként felfogni.
Tímusz hipoplázia A mirigy betegségei közül a leggyakoribb a tímusz hipoplázia (a csecsemőmirigy fejlődési rendellenessége), ami a T-limfociták számának csökkenésével jár, így sérül az immunválasz, és a csecsemő könnyen megkaphat mindenféle betegséget. A betegség külső tünete, hogy a száj halszájhoz lesz hasonló, alacsonyan ülnek a fülek, és rövid lesz a filtrum (az orr és a száj között található vájat).
A cscsemőmirigyet erősítő és gyengítő tényezők A csecsemőmirigy gyengítő tényezői A csecsemőmirigyet nagymértékben befolyásolja a stressz. A stresszen, illetve az érzelmeken kívül azonban a fizikai környezet, a szociális kapcsolatok, a táplálkozás és a testtartás is hatással van rá. Egyes vélemények szerint a túl sok zsíros hús fogyasztása gyorsíthatja a csecsemőmirigy zsugorodását. A lelki problémák és zavarok az agyon keresztül a belső mirigyrendszerre, s azon keresztül a csecsemőmirigyre is hatnak. 106
•
A csecsemőmirigy lecsökkent aktivitása depresszióhoz vezethet.
•
Kutatások szerint a földi sugárzásmezők zavara problémákat okozhat a csecsemőmirigy
működésében. Ilyen sugárzásmezők föld alatti vízfolyások, geológiai hidak és 50 hertz nagyságú mágneses mezők (elektroszmog) hatására jöhetnek létre. Stresszhelyzetek hatására a pajzsmirigy és a
mellékvesék aktivitása megnő, az epifízis (tobozmirigy), a csecsemőmirigy és az ivarmirigyek aktivitása viszont a normálisnak a töredékére redukálódik. •
Az orvostudomány már régóta tudja, hogy a stresszhelyzetek hatására bekövetkező
megnövekedett mellékvesekéreg-hormonkiválasztásra a csecsemőmirigy zsugorodással reagál. Ezért ajánlatos megszüntetni a hosszú ideig tartó stresszhelyzeteket és zavaró tényezőket, mivel máskülönben a stressztényezők a csecsemőmirigyen keresztül indirekt módon az immunrendszerre is hatással lehetnek. •
Mindenekelőtt az is lényeges, hogy a zavaró tényezők kerülése által lehetőséget adjunk
szervezetünknek az éjszakai stressz nélküli regenerálódásra, a nyugodt, békés pihenésre. •
A dohányosoknak többnyire gyenge a csecsemőmirigyük. Az életenergia erősödése csak a
dohányzásról való leszokás után várható. •
Az immungyengeségért gyakran a csecsemőmirigy elégtelen vagy hibás működése felelős. A
csecsemőmirigy megbetegedése esetén komoly izomgyengeség is fellép, mivel ez a szerv befolyásolja az izomösszehúzódások erősségét. Az izmokat pedig olyan energiapumpáknak kell elképzelnünk, amelyek az energiaáramlást átvezetik a meridiánokon. •
A csecsemőmirigy legyengülése nehezebbé teszi a kreatív alkotást és a problémamegoldó
képességet.
A csecsemőmirigy erősítő tényezők •
A zuhanyozás már csak azért is erősítő, mivel a víz zubogása kedvezően hat a
csecsemőmirigyre. Ezenkívül a víz aktiválja az akupunktúrás pontok meridiánja, és negatív ionokat
termel. Miközben folyik a víz, gyengéden kopogtassuk meg a csecsemőmirigy pontját. Ez a pont a nyak alatt, a szegycsont magasságában, középen helyezkedik el, ott, ahol a második borda összenőtt a szegycsonttal. •
Úgy is aktiválhatjuk a csecsemőmirigyet, hogy naponta több alkalommal háromszor-
négyszer gyengéden megkopogtatjuk. •
Működését ösztönözhetjük és serkenthetjük például zöldalgákkal.
•
Klorofil éppígy aktiválja a lépet és az immunrendszer más tényezőit, különösen a felső
energiaközpontokat, főként a hipotalamuszt és a tobozmirigyet. •
Ugyanez érvényes a virágpollenekre, a propoliszra és a különböző bioflavonoidokra.
•
Shii-take-gomba, a Lapacho-tea, a grépfrútmagkivonat és a macskakaromszintén segítik a
fehérvérsejtek kiérését és fokozzák azok aktivitását. 107
Placenta A placenta, vagy más néven méhlepény legfontosabb feladata a hormontermelés, amely a terhesség fenntartására szolgál, ezen kívül az anyai szervezetből származó oxigéndús vért és azzal együtt a tápanyagokat szállítja a magzathoz. A méhlepény a 12. hét környékén válik működőképessé, és a 18-20. hétre kialakul ki teljesen, de a terhesség alatt tovább növekedik. A baba születését követően néhány perccel, a szülés harmadik fázisában, a lepényi szakban születik meg. Szüléskor a súlya fél kilogramm körüli. A placenta külsői felszíne bolyhos, így ágaznak szét a köldökzsinór erei, és ezzel kapcsolódnak az anyai keringéshez.
A méhlepény szerepe A placenta nemcsak táplálékot és védelmet nyújt, hanem szűrőként működik, mivel ezen halad keresztül az anyától érkező táplálék, illetve itt gyűlik össze, majd ezen keresztül távozik a magzat vizelete is. Nem csak oxigént szállító erekből áll, hanem képes fehérjéket, vitaminokat és egyéb, az élethez nélkülözhetetlen anyagokat is szállítni a magzat számára. Egyesek ezek közül, mint például a fehérjék , maga a méhlepény termékei. A méhlepény ellát és helyettesít egy sor olyan szervet, amely még ebben a periódusban gyengén működik, mint a vese, a bélrendszer, a máj és a tüdő, elletve a belső elválasztású mirigyek. A méhlepény átmenetileg átveszi a sárgatest tevékenységét is, ösztrogént, progeszteront és más, a terhességhez elengedhetetlen hormonokat termelve.
A terhesség endokrinológiája A magzat fejlődésének első trimeszterében a sárgatest működése fennmarad, és a termelődő
progesztagének segítenek a petesejt beágyazódásában és a fejlődés megindulásában. A továbbiakban kialakul az ún. magzati-méhlepény egység, amely főként szteránvázat tartalmazó hormonokat termel. Ezek közül feltétlenül említést érdemelnek az itt keletkező ösztrogének. Ezek szintjét a terhesség alatt mérhetjük is, és ebből következtethetünk a magzat általános állapotára. A magzati hormontermeléshez szükséges "alapanyagok" az anyai szervezetből kerülnek át, és természetesen az anyai hormonok is szerepet játszanak a fejlődésben.
108
Szteroid hormonok (ösztrogének, gestagének, androgének, adrenokortikoidok) Ezek szteránvázas vegyületek
12 C A
11 19 1 9
D
B
2 3
A/B-transz
4
A/B-cisz
5
17
13 8
10
18
14
16 15
7 6
Bioszintézis: közös ős a koleszterin (250g egy felnőtt emberben) amit táplálékkal veszünk fel, illetve magunk szintetizálunk az acetilCoA segítségével a májban. Ebből képződik a többi. Hatásuk:
A hormon a vérrel eljut a sejt felszínére, passzív diffúzióval átjut a membránon, a sejt
belsejében hormon-citoplazma komplex képződik. Ez a komplex jut a sejtmagba ahol a kromatin receptorhoz kötődik. Ennek hatására megindul a DNS átírása: a DNS két szára közötti híd kitárul, az RNS polimeráz működni kezd, az indukált fehérje szintézis elindul (m-RNS és t-RNS). A koleszterin H3C H3C
H
CH3 H
CH3
H3C H
H
HO koleszterin Az érelmeszesedés, szívinfarktus ~50%-át okozza a halálozásnak. Összefügg a koleszterin illetve
lipoprotein vérszinttel, ezek rakódnak ki az érfalra ami elveszti a rugalmasságát.
109
Aglanduláris vagy szöveti hormonok Olyan hormonhatású anyagok, amelyeket nem belsőelválasztású mirigyek, hanem egyéb funkciókat is ellátó szöveti sejtek termelnek.
A gyomor és bélcső hormonjai A gyomor és a bélcső nyálkahártyájának bizonyos területein endokrin funkciójú sejtek csoportjai találhatók. Az itt termelődő peptidhormonokat gastrointestinalis (GI) hormonoknak nevezzük, melyek hatnak a gyomor, a bél, a hasnyálmirigy és az epehólyag működésére. A hormontermelő sejtek idegrendszer eredetűek, ezért van az, hogy az itt termelődő hormonok nagy részét, mint ingerületátvívó anyag megtaláljuk a központi idegrendszerben is (bél-agy peptidek). A hormontermelő sejtek idegrendszeri eredetűek, ezért az itt termelődő anyagok nagy részét, mint ingerületátvivő anyagot megtaláljuk a központi idegrendszerben is. A gyomor és bélcső nyálkahártyájában endokrin funkciót végző sejtek csoportjai találhatók. Hormonjaik: – Gasztrin (gyomornedv szekréció, gyomorbélmotilitás), – Szekretin (gyomor HCl szekréció, gyomorbélmotilitás), – Enteroglukagon (szekretinhez hasonló hatású), – Motilin (gyomor- bélmotilitás), – Szomasztosztatin (általános gátlás), – Kimodenin (bélben kimotripszin-tripszin szekréció).
110
Ejkozánoidok (eikozanoidok) Ejkozánoidok (eikozanoidok). Az ejkozánoidok olyan anyagok, amelyek a sejt szabályozói, kémiai természetűket nézve lipidek. Az ejkazánoidok, hasonlóan a hormonokhoz, a jelző molekulákhoz tartoznak a belső szervekben végbemenő folyamatokat irányítják, viszont a valódi hormonoktól eltérően nem a belső elválasztású mirigyekben képződnek. Az ejkozánoidok közvetlenül a szövetekben képződnek és sok esetben a metabolitikus folyamatok szabályozói egyes szövetekben. Az ejkozanoidok olyan hormonok, melyek nagyon erősen hatnak a sejtekre és a testi folyamatainkra, tehát gyakorlatilag minden szervre, minden szövetre és testi funkcióra. Dr. Barry Sears szerint a különböző ejkozanoidok, melyek gyakran egymással ellentétes feladatot kapnak a szervezetünkben, két csoportra oszthatók, a „jó" és „rossz" ejkozanoidokra. Ezek a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:
Az ejkozanoidok feladata a hormonrendszer felügyelete. Észlelik az inzulinfelesleget és úgy reagálnak rá, hogy az elsősorban negatív tulajdonságokkal bíró ún. „rossz" ejkozanoidok termelését fokozzák. Az ejkozanoidokat többszörösen telítetlen zsírsavakból, pl. esszenciális omega-3-zsírsavakból állítja elő a szervezet. A felvett telítetlen zsírsav hatással van a nevezett ejkozanoidok alkotóelemeire. A halolaj vagy olívaolaj előtérbe helyezve elősegítik az ún. „jó" ejkozanoidok termelődését. Az omega-6 zsírsavból, az arachidonsavból (AA) származó ejkozanoidokhoz ellenben „rossz" tulajdonságokat társítanak. Ezek elősegítik a véralvadást, és ezzel növelik a trombózisok esélyét, valamint gyulladásfokozó hatással vannak a sejtekre.
111
Prosztaglandinok A prosztaglandinokat 1934-ben Euler izolálta először emberi ondófolyadékból. Akkor azt hitték, hogy a prosztata szintetizálja, innen kapták a nevüket. Többszörösen telítetlen zsírsavakból származnak, kiinduló vegyületük az arachidonsav. A prosztaglandinok szinte mindenhol hatnak a szervezetben. A nagyobb vegyületcsoporton belül a fő osztályokat A-tól F-ig jelölik: az indexszám a kettős kötés számát jelöli, az α, illetve β pedig a szubsztituensek helyzetét (pl. PGF2α). A PGE csoport tagjai általában értágítók, simaizomban elernyedést (méh, záróizmok) vagy összehúzódást (bélfal ) okoznak. A méhben termelődő PGF2α luteolitikus (sárgatest-oldó) hatású és a simaizom-motilitást is fokozza.
Eritropoetin. Az eritropoetin egy glikoprotein hormon, amely a vöröscsontvelőben fokozza a vörösvértest képződést. A vesében, a juxtaglomeruláris apparátusban (JGA) termelődik, ha a vesén átfolyó vérben oxigén hiány (hipoxia) lép fel.
Kininek A kininek (bradikinin) erőteljes értágító hatású polipeptidek. Különösen az agy, a vesék, a koszorúerek és a bőr véráramlását serkentik. Fokozzák a kapillárisok falának átjárhatóságát (permeabilitását), a fehérvérsejtek (leukociták) vándorlását, ezért szerepük van a gyulladásos folyamatok és a fájdalomérzet kialakulásában. Serkentik a hisztamin felszabadulását is.
Opioid peptidek. A szervezetben termelődnek olyan peptidhormonok, amelyek az idegrendszer ún.opiát receptoraihoz kötődnek, így a morfinhoz hasonló fájdalomcsillapító hatást képesek kifejteni. Ilyenek az
enkefalinok és az endorfinok. Az agyvelőben és a hipofízisben termelődnek. Hatásukat a központi és az enterális idegrendszerre fejtik ki, neurotranszmitterek vagy neuromodulátorok.
Szerotonin. A szerotonin neurotranszmitter is, szöveti hormon is; ez utóbbit a bélnyálkahártya ún. enterokromaffin sejtjei termelik. Érösszehúzó, fokozza a szívműködést, bronchusszűkületet okoz, fokozza a bélperisztaltikát. Az érfal sérülésekor felszabaduló szerotonin helyi érszűkületet okoz.
Hisztamin. A szervezetben szinte mindenhol megtalálható. A sejtekben, így a granulocitákban általában fehérjéhez kötötten, szemcsék (granulumok) formájában tárolódik, ahonnan különböző mechanikai, hő, toxikus, allergiás ingerek hatására szabadul fel. Kapilláris-permeabilitást fokozó hatásával a gyulladást keltő anyagok közé tartozik.
112
A csontosodás/csontképződés hormonális háttere A csontosodási és csontképződési folyamatokat a szervezet több hormonja, vagy hormonszerűen működő anyag szabályozza, bonyolult, visszacsatolásokkal jócskán terhelt módon. A legfontosabb csontállományi összetevőnek, a kalciumnak az osteiod mátrixba való beépülését az ún. kalcitróp hormonok befolyásolják. Ide tartozik a mellékpajzsmirigy hormonja, a parathormon, a végső formáját a vesében elnyerő calcitriol, azaz aktív D-vitamin és a pajzsmirigy által termelt calcitonin. Ezek az anyagok a legtöbb szempontból egymással ellentétes hatást fejtenek ki a csontállományra. A parathormon mobilizálja a kalciumionokat ("kiszippantja" a vérbe és az extracelluláris térbe) és ezáltal csökkenti a csontállomány kalciumszintjét. Hatására csökken a csontkollagén szintézise az osteoblastokban, gyorsulnak az átépülési és a bontási folyamatok, az osteoclastok működését serkenti. A parathormon növeli a vesékben a D-vitamin aktiválási folyamatát. A calcitriol serkenti a csontlebontást, szabályozza a kalcium és a foszfor bélből való felszívódását. A calcitonin bénítja az osteoclastok mûködését és megakadályozza a kalciumionok kivándorlását a csontállományból. Azt lehet mondani, hogy a parathormon és a calcitonin ellentétes működését a D-vitamin szabályozza egészséges mértékű jelenlétéve, már a magzati életben is.. A csont biokémiai folyamatai, főként a csontnövekedés ún. szisztémás hormonok szabályozása alatt is állanak. A legfontosabbak az inzulin, a növekedési hormon (STH) és az ún. szteroid, vagy szexhormonok (ösztrogenek, progesztogének, androgének). Utóbbi hormonok is jelentős kalciummobilizáló képességgel bírnak. A testméretek kialakulásáért, tehát a csontok tényleges növekedéséért az agyalapi mirigy (hypophysis) növekedési (somatotrop) hormonja (STH) felelős. Ez a hormonális szabályozás kapcsolatot tart fenn a mellékpajzsmirigy
által
befolyásolt
hormonális
folyamatokkal
A kalciumháztartást elsődlegesen befolyásoló rendszerek kóros működése (ún. hypo/hyperfunkciója) is súlyos betegségek kialakulásához vezet. A szervezet D-vitaminháztartásának zavara gyermekkorban angolkórt (rachitis), felnőttkorban csontlágyulást (osteomalacia) okoz. A növekedési hormon kóros mennyisége súlyos, a csontrendszert elsődlegesen sújtó zavarokhoz vezethet (törpenövés-óriásnövés, egyéb elcsontosodási zavarok). Az szexhormonok mennyiségének életkorhoz köthető változásai is jelentős szereppel bírnak a csontozat elváltozásaiban, főként a nők esetében. Korunk egyre jelentősebb betegsége az osteoporosis, azaz a csontritkulás,
amely
a
legtöbb
esetben
az
ún.
változó
kor
után
sújtja
a
nőket.
A csontállományra azonban nemcsak a csontozat felépüléséért-átépüléséért felelős anyagok, szervek működése hathat kórosan. Jelentős hatása van a csontozatra a csontozat igénybevételének (pl. mozgásszegény életmód), a dohányzásnak, az alkoholfogyasztásnak és egyes gyógyszereknek is.
113
A szervek vérellátásának szabályozása hormonok által Az idegi szabályozáson kívül a szív működését kontrolálhatják még különböző kémiai anyagok, amelyek állandóan a vérbe kerülnek. Az ilyen módú szabályozás, amely a folyékony közegnek köszönhető humorális szabályozásnak nevezzük, vagyis a humorális szabályozást a biológiailag aktív anyagok végzik. A
kalcium-ionok, a mellékvese adrenalin és noradrenalin nevű hormonjai például fokozzák és gyorsítják a szívverést. Ugyanakkor az olyan anyagok, mint az acetilkolin és a kálium-ionok ellenkező hatást váltanak ki: csökkentik a szívverés szaporaságát és a szívösszehúzódások erejét. A szívnek az a tulajdonsága, hogy alkalmazkodik a szervezet szükségleteihez, az idegi és humorális szabályozás összehangoltságának köszönhető. Testi munka végzésekor például megnő az izmok oxigén- és tápanyagszükséglete. Ez az igény csak az izmokhoz áramló vérmennyiség növelésével elégíthető ki. A kérdés csak az, miképpen „értesül” a szív arról, hogy gyakrabban kell összehúzódnia. A szívizom és inak receptoraitól az idegimpulzusok az idegrendszerbe kerülnek. Innen az impulzusok növekvő ütemben áramlanak a szimpatikus idegpályákon a szívbe. Ezzel egyidejűleg megnő a vér adrenalin szintje. Ezek az idegi és humorális hatások szaporítják a szív összehúzódását és azok erejét, s ennek megfelelően megnő a vér perctérfogata. Vagyis az izommunka teljesítménye összhangba kerül az oxigén- és tápanyagszükséglettel. A szív alkalmazkodása a szervezet szükségleteihez azért lehetséges, mert munkája önszabályozó, idegi, valamint humorális befolyás alatt áll.
114
Ukrán-magyar szakkifejezések a hormonokkal kapcsolatban А акромегалія – akromegália андрогени – androgének аномалії – anomália v. rendellenesség В вагітність – terhesség вади розвитку – fejlődési rendellenesség вилочкова залоза (тимус) – csecsemőmirigy v. tímusz Г гальмування – gátlás гігантизм – gigantizmus v. óriásnövés гіпоталамус – hipotalamusz – hypothalamus гіпофіз – hipofízis v. agyalapi mirigy – hypophisis гормони – hormonok гормони линяння – vedlési hormon гормон росту – növekedési hormon грудна залоза – mellmirigyek (tejmirigyek) – glandula mammaria гуморальна регуляція –humorális szabályozás гуморальна система – humorális rendszer Е ендокринна система –endokrin rendszer епіфіз – epifízis – epiphysis естроген – ösztrogén
115
З загрудинна залоза – csecsemőmirigy v. timusz – thymus залоза – mirigy залози внутрішньої секреції – belső elválasztású mirigyek – glandulae endocrinae залози рота – száj mirigyei – glandulae oris зародок – magzat К карликовість (низькорослість) – törpenövés Н наднирникова залоза – mellékvese mirigy – glandula suprarenialis негативне відключення – negatív visszacsatolás О острівці підшлункової залози – hasnyálmirigy szigetek (Langerhans-szigetek) – insulae pancreaticae П підшлункова залоза – hasnyálmirigy – pancreas прищитоподібні залози – mellékpajzsmirigyek – glandulae parathyroideae прогестерон – progeszteron плацента – méhlepény – placenta С статеві гормони – nemi hormonok статеві органи – nemi szervek Т таламус, горб – talamusz – thalamus Ц цукровий діабет – cukorbetegség 116
Ш шишкоподібна залоза – tobozmirigy v. epifízis – glandula pinealis Щ щитоподібна залоза – pajzsmirigy –glandulae thyroidea Ю ювенільні гормони – juvenilis hormonok Я яєчко – here – testis яєчник – petefészek – ovarium
117
Felhasznált irodalom 1. A háziállatok funkcionális anatómiája, Fehér György, Mezőgazda Kiadó 2. A hormonális szabályozás, Dr. Forgó István (előadás) NYF-MMK, Agrártudományi Tanszék 3. Dr. Molnár Péter: Karotinoidok és szteroidok, Pécsi Tudományegyetem, Pécs 2013-2013, 113o. 4. Dr. Szendei Ádám: Orvos a családban, Medicina Könyvkiadó, Budapest, 1984, 351 o. 5. Haltenyésztés:Ördög Vince, Hancz Csaba, Bercsényi Miklós, Szathmári László, Havasi Máté (2011) 6. http://kuchka.info/fiziolohichno-aktyvni-ejkozanojidy.html 7. http://www.agr.unideb.hu/ebook/allatelettan/index.html http://www.archeo.mta.hu/antropologia/csonttan1.html 8. http://www.hormonharmonia.hu/mi-tortenik-vele-ha/alvaszavar-vagy-egeszseges-alvas/ 9. http://www.otka.hu/otka-magazin/tamogatott-kutatasok/2008-ban-lezarult-projektek/stresszvalaszok 10. http://www.paramedica.hu/200410/08_immunrendszer2/ 11. http://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tkt/haziallatok/ch08s03.html 12. http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0059_haltenyesztes/ch05s02.html 13. https://www.naturmarket.hu/enerzona-omega-3-rx-halolaj-kapszula/ 14. http://www.hipofizis.hu/tesztoszteron.php 15. Növényélettani fejezetek 5. Dr. Rudnóy Szabolcs, Növényélettani és Molekuláris Növénybiológiai tanszék (előadási jegyzet) 16. Prof. dr. Gergely Péter:Tímusz-cscsecsemőmirigy, ParaMedica, egészségmagazin 17. Sas Mihály – Kovács Lajos: Gyermek- és fiatalkori nógyógyászat, Medicina Könyvkiadó, Budapest, 1984, 318 o. 18. Stresszválaszok a növényekben 19. Матяш Н. Ю. Біологія: 9кл.: Підручник для загальноосвітних навчальних закладів з навчанням
угорською мовою – Львів.: Світ, 2009. 272с. 20. Свиридов Олександр Михайлович: Анатомія людини: Підручник / За ред. І. І. Бобрика. – К.:
118
