الهورمون ( Hormone )
☰ جدول المحتويات
الهورمون أحد المواد الكيميائية المنتجة في داخل حيوان أو نبات. وينتج الهورمون في جزء واحد من الكائن الحي، لكنه يُحْدِث تأثيرًا في جزء مختلف. ولذلك تُسْتَخدم الهورمونات كوسائل للاتصال بين مختلف أجزاء الكائن الحي. وهي تعمل كمراسيل كيميائية مما يساعد هذه الأجزاء على أن تعمل بطريقة متآزرة.
وقد اشتقت كلمة هورمون من كلمة إغريقية تعني: أن تعمل في حركة. وتتحكم الهورمونات سواء في البشر أو الحيوانات الأخرى في نشاطات الجسم مثل النمو والنشوء والتكاثر. أما في النباتات، فتنظم الهورمونات، العديد من مظاهر النمو. وإذا فشل الكائن الحي في إنتاج النوع أو الكمية المضبوطة من الهورمونات، فقد تحدث له اضطرابات خطيرة أو ربما الموت. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يتسبب خلل في إنتاج الهورمونات في ظهور عمالقة أو أقزام في النباتات والحيوانات.
وفي عام 1902م، وجد العلماء الدليل الأول القاطع على وجود الهورمونات. وفي نفس العام، اكتشف الباحثون البريطانيون أن المادة الكيميائية تحكمت في بعض النشاطات الداخلة في الهضم. ومنذ ذلك الوقت، تعرف العلماء على أكثر من 30 هورمونًا ينتجها جسم الإنسان. كما طَوّروا أيضًا طرقًا لاستخلاص الهورمونات من النسيج الحي وتقنيات لتصنيعها في المختبرات.
هورمونات الإنسان
تْنُتج معظم الهورمونات في جسم الإنسان بوساطة أعضاء تسمى الغدد الصماء أو اللاقنوية. وتضم الغدد الصماء الرئيسية الغدتين الكظريتين، والغدة النخامية، والغدد جنب الدرقية الأربع، والغدد الجنسية، والغدة الدرقية. وتنتج بضعة هورمونات بالنسيج الأصم الموجود في أعضاء لاتعتبر غددًا صماء أساسًا. وتشمل هذه الأعضاء المعدة والبنكرياس. ★ تَصَفح: الغدة.
وتفرز الغدد الصماء الهورمون في الدم الذي يحمله إلى كل أنحاء الجسم. وبعد وصول الهورمون إلى هدفه، أي العضو أو النسيج الذي يؤثر فيه، فإنه يؤدي لحدوث أفعال معينة.
وتنظم الهورمونات العديد من وظائف الجسم ويمكن تقسيمها تبعًا للوظائف التي تتحكم فيها. وتتضمن هذه الوظائف الطريقة التي يستخدم بها الجسم الغذاء والنمو والجنس والتكاثر وتنظيم تركيب الدم ورد فعل الجسم تجاه الطوارئ والتحكم في الهورمونات ذاتها.
الهورمونات الأيضية:
تنظم مختلف خطوات الأيض، أي العملية التي بها يُحَوِّل الجسم الغذاء إلى طاقة ونسيج حي. فمثلاً يُفرز النسيج الأصم للمعدة والأمعاء الدقيقة عددًا من الهورمونات الهاضمة. وتتحكم هذه الهورمونات في إفراز العصارات الهضمية التي تحوّل الطعام إلى مواد بسيطة.وبعد دخول جزيئات الغذاء المهضوم لمجرى الدم تتحكم هورمونات أخرى في استخدامها بوساطة خلايا الجسم. فكل من هورموني الإنسولين والجلوكاجون المفرزين من البنكرياس، مثلاً، ينظمان كمية السكر المتاحة للخلايا. ويُمكِّن الإنسولين الخلايا من استخدام السكر الموجود بالدم. فإذا كان إفراز البنكرياس للإنسولين قليلاً جدًا، فإنه ينتج مرضًا خطيرًا يسمى الداء السكري. أما هورمون الجلوكاجون فيحث الكبد على إنتاج سكر إضافي في الدم.
وتنتج الغدة الدرقية هرمونين هما التيروكسين وثالث يود التيرونين اللذين يتحكّمان في المعدل الذي تستخدم فيه الخلايا الغذاء لإنتاج الطاقة. ويؤدي الإفراز المفُرط لهذين الهورمونين إلى اضطرابات حركية وعاطفية عديدة، متضمنة التهيج، والضعف العضلي، والنبض والتنفس السريعين، وفقد الوزن. ومن شأن هبوط الإفراز أن يُسبب أعراضًا مثل انخفاض حرارة الجسم، والبلادة العقلية والحركية، وازدياد الوزن. وبالتحكم في إنتاج الطاقة، فإن هذه الهورمونات تنظم الطريقة التي بها يُستخدم الغذاء في بناء النسيج الجديد. وعليه فهي تؤدي دورًا في تكوين بروتينات جديدة بوساطة خلايا الجسم.
وتتحكم هورمونات أخرى أيضًا في الطريقة التي تستخدم بها الخلايا الغذاء في بناء نسيج جديد. وتعتبر القشرانيات السكرية مجموعة الهورمونات التي تعمل أساسًا في تنظيم أيض الكربوهيدرات (السكريات والنشويات)، والدهون، والبروتينات. وهي تنظم العمليات التي يُحول بها الجسم البروتينات المهضومة إلى كربوهيدرات ودهون. وتشتمل هذه الهورمونات على الستيرون القشري والكورتزول والكورتيزون. وتُفرز القشرانيات السكرية بواسطة القشرة، أي الجزء الخارجي من الغدة الكظرية. ويقوم الإنسولين وهورمون النمو الذي يفرزه الفص الأمامي للغدة النخامية بتنظيم تكوّن أي نسيج جديد.
ويتحكم هورمون النمو في استخدام الغذاء بطرق أخرى. فمثلاً، يحفز الخلايا على استخدام الدهن، بدلاً من السكر، كمصدر للطاقة، وبذلك يساعد في الحفاظ على مستوى عال إلى حد ما من السكر في الدم. ويعتبر مثل هذا المستوى ضروريًا للدماغ حتى يعمل بطريقة سليمة.
النمو وهورمونات الجنس:
يتضمن تنامي الجسم من الطفولة وحتى النضج عملية معقدة من التغيرات الجسمانية. وتؤدي الهورمونات الدور الفعال في تنظيم هذه التغيرات.ويتحكم هورمون النمو في النمو العام أثناء فترة الطفولة. ويمكن أن يؤدي الخلل في إنتاج هذا الهورمون أثناء الطفولة إلى أن يصبح الشخص قزمًا أو عملاقًا. أما في البالغين، فإن هورمون النمو يُمكن أنسجة معينة من الحفاظ على حجمها وتركيبها المضبوطين. كما تؤدي هورمونات الإنسولين، والقشرانيات السكرية والتيروكسين، أدوارًا رئيسية في نمو النسيج والحفاظ عليه.
ويدخل صغار السن، من بداية عمر 11 إلى 15 سنة، في فترة من النمو السريع والتغير الجسماني. وتتحكم الهورمونات في التنامي الذي يحدث أثناء هذه الفترة والتي تسمى البلوغ.
وعند بداية فترة البلوغ، يقوم تحت المهاد (الوطاء)، أي الجزء من الدماغ القريب من الغدة النخامية، بزيادة إفراز هورمون إطلاق موجه القند زيادة ضخمة. ويعمل هذا الهورمون على الفص الأمامي من الغدة النخامية، ويحث الغدة على إفراز الهورمونات الموجهة للقند ـ هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني. وتعمل هذه الهورمونات، بالتالي، على أعضاء القند (الغدد الجنسية) ـ الخصي في الذكور والمبايض في الإناث. وتنمو أعضاء القند تحت تأثير هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني وتبدأ في إفراز كميات كبيرة من هورمونات الجنس. وتتضمن هورمونات الجنس الذكرية، التستوستيرون، والأندروستيرون التي تسمى الأندروجينات. وتتضمن هورمونات الجنس الأنثوية البروجستيرون، والأستروجينات. ويعتبر الأستراديول، والأستريول، والأستيرون أكثر الاستروجينات أهمية. كما تفرز قشرة الغدد الكظرية في الرجال والنساء أيضًا بعض هورمونات الجنس، خاصة الأندروجينات.
وتنظم هورمونات الجنس التغيرات المدهشة التي تحدث أثناء البلوغ. فهي تساعد على إطلاق نمو الفرد السريع في الطول والوزن، وعند نهاية البلوغ تقوم بوقف هذا النمو. وتحفز الأندروجينات نضج الأعضاء الجنسية الذكرية والسلوك الذكري ونمو الصفات الثانوية للذكورة مثل الصوت الأجش وشعر الذقن. أما هورمونات الأنوثة (الأستروجينات) فتؤدي لاكتمال تنامي أعضاء الجنس لدى الأنثى، كما أنها تظهر السلوك الجنسي الأنثوي. وفضلاً عن ذلك، فإنها تحفز تنامي الصفات الثانوية الأنثوية، مثل الأثداء الممتلئة والأرداف العريضة. وفي جسم المرأة، يعمل هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني والبروجستيرون والأستروجينات معًا على ضبط دورة الحيض .★ تَصَفح: الحيض. وينظم البروجستيرون أيضًا العمليات اللازمة للحمل.
هورمونات تكوين الدم:
يحتوي الدم السليم على مستويات محددة من المواد الكيميائية العديدة، وإذا أصبحت مستويات هذه المواد عالية جدًا أو منخفضة جداَ، فإنها تتسبب في ضرر الجسم.وتعمل العديد من الهورمونات معًا لضمان أن يبقى تكوين الدم ضمن حدود عادية. ويقوم كل من هورمون الدريقات من الغدة جنب الدرقية والكالسيتونين، من الغدة الدرقية، بتنظيم مستوى الكالسيوم في الدم. ويتحكّم هورمون الدريقات المعروف بالباراثوورمون أيضًا في كمية الفوسفات في الدم. وتتحكم القشرانيات المعدنية، وهي مجموعة من الهورمونات التي تفرز من قشرة الغدة الكظرية، في التوازن بين الأملاح والماء في الدم. ويعتبر هورمون الألدوستيرون أكثر القشرانيات المعدنية أهمية. وينظم هورمون الفازوبرسين، والذي يسمى أيضًا هورمون مضاد إدرار البول، مستوى الماء في الدم. وينتجها الوطاء لكنه يخزن ويطلق من الفص الخلفي من الغدة النخامية.
هورمونات الإجهاد:
تُفرز أثناء الغضب أو الرعب أو الأذى. ويفرز نخاع (الجزء الداخلي) الغدد الكظرية هورمون الأدرينالين والنورأدرينالين. وتقوم هذه المواد، خاصة الأدرينالين، بتهيئة الجسم لمقابلة الإجهاد. فمثلاً يزيد الأدرينالين النبض ويسرع تحويل الطعام إلى طاقة في العضلات. وتعمل القشرانيات السكرية أيضًا على مساعدة الجسم على التكيف مع الإجهاد.هورمونات التحكم المفرزة من الغدد الصماء:
تؤثر على إنتاج الهورمونات الأخرى، وتشمل هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني وهورمونات الغدة النخامية الأمامية التي تنظم إفرازات أعضاء القند. كما تفرز الغدة النخامية الأمامية هورمون محفز الغدة الدرقية وهورمون موجه قشر الكظر. ويحفز هورمون محفز الغدة الدرقية الغدة الدرقية على إفراز هورمون التيروكسين. ويحفز هورمون موجه قشر الكظر، قشرة الغدة الكظرية محدثًا زيادة في إفرازات القشرانيات السكرية والقشرانيات المعدنية وهورمونات الجنس الكظرية.ويتم تنظيم إفرازات الغدة النخامية الأمامية ذاتها بهورمونات ينتجها الوطاء، وتسمى هذه المواد الهورمونات المطلقة. أما هورمون إطلاق موجه القند فيتسبب في إفراز هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني. وتحفز الهورمونات المطلقة الأخرى الغدد النخامية لإفراز موجه قشر الكظر وهورمون النمو وهورمون الغدة الدرقية. وتتحكم هورمونات الوطاء أيضًا في البرولاكتين، وهو هورمون آخر للغدة النخامية الأمامية. وأحد تأثيرات البرولاكتين هو تحفيز إنتاج اللبن لدى الأمهات الحاضنات.
ويتكون الوطاء، الذي يُكون جزءًا من الدماغ، من نسيج عصبي. وهكذا فإن الهورمونات المطلقة تربط الأجهزة العصبية والصماء للجسم في وحدة تحكم متناسقة. وتجمع المعلومات بأعضاء الإحساس عند حدوث تغيرات في البيئة، والتي توصلها إلى الدماغ من خلال الجهاز العصبي. فإذا استدعت هذه التغيرات استجابة هورمونية، فإن الوطاء يطلق الإفرازات المناسبة من الغدد النخامية.
هورمونات أخرى:
تتضمن في البشر الأوسيتوسين والريلاكسين (هورمون الارتخاء)، وكلاهما يؤثران في عملية الوضع. وتنتج الأوسيتوسين مثل الفازوبريسين بواسطة الوطاء، ويخزن ويفرز في الغدة النخامية الخلفية. ويُنتج المبيضان هورمون الريلاكسين. ويوسع هورمون الريلاكسين قناة الولادة، وهو الممر الذي من خلاله يترك الطفل جسم أمه. ويحدث هورمون الأوسيتوسين انقباض عضلات الرحم أثناء طلق الولادة. ويحفز هورمون الأوسيتوسين أيضًا إفراز اللبن من الثدي.ويُفرز هورمون محفز الخلايا الملانية من الفص الأمامي للغدة النخامية. وينظم هورمون محفز الخلايا الملانية في بعض البرمائيات، والأسماك، والزواحف، كمية الصباغ والمادة الملونة في الجلد. ووظيفة هذا الهورمون في الإنسان غير مفهومة حتى الآن.
هورمونات الحيوانات الأخرى
تتشابه الفقاريات الأخرى مع الثدييات في إفراز معظم الهورمونات التي يفرزها الإنسان. وتعتبر هذه الكيميائيات مطابقة تقريبًا في تركيبها وتأثيرها لهورمونات الإنسان. ولهذا فإن بمقدور العلماء أن يتعرفوا على هورمونات الإنسان بدراسة تلك الخاصية بالفقاريات الأخرى. ويستخدم الأطباء الهورمونات المفرزة بهذه الحيوانات لعلاج المرضى الذين لاتنتج أجسامهم كميات كافية من هورمونات معينة. فمثلاً، يستخدم ملايين الناس المرضى بالسكر الإنسولين المأخوذ من الماشية والغنم.
ولدى اللافقاريات أيضًا هورمونات، يؤدي بعضها دورًا مهمًا في النمو والنشوء. فمثلاً تتحكم الهورمونات في سلسلة من التغيرات التي تمر بها بعض الحشرات كالنمل والفراشات أثناء نموها. ولايعلم العلماء الكثير عن هورمونات اللافقاريات كما يعرفون عن مثيلتها في الفقاريات.
الهورمونات النباتية
ُتنتج الهورمونات النباتية أساسًا في الأجزاء نشطة النمو، مثل قمم الجذور والسيقان. وتؤثر هذه الهورمونات في النمو كما تسمى غالبًا منظمات النمو. ويوجد ثلاثة أنواع رئيسية من الهورمونات النباتية، وهي: 1- الأكسينات، 2- السيتوكينينات، 3- الجبرلينات.
الأكسينات:
تسبب آثارًا متعددة على مختلف أجزاء النبات. ففي السيقان والجذور، تزيد الأكسينات استطالة الخلايا. وبتحفيز استطالة الخلايا، تؤثر الأكسينات على الطريقة التي تميل بها الساق نحو الضوء وبعيدًا عن الجاذبية الأرضية. كما تتحكم الأكسينات أيضًا في العملية التي تميل بها الجذور نحو الجاذبية الأرضية لكنها تفعل ذلك بمنع استطالة الخلايا.وفي العديد من النباتات، تمنع الأكسينات المفرزة بالبرعم الموجود عند قمة الساق نمو البراعم السفلى. ولهذا، فهي تبطئ نمو الفروع الجانبية. ومثل هذه الفروع الجانبية بمقدورها أن تستهلك طاقة يحتاجها النبات لنموه في الطول والقوة. وتحفز الأكسينات أيضًا نمو الثمرة وتمنع الثمرة والأوراق من التساقط عن النبات.
السيتوكينينات:
تتحكَّم في الانقسام الخلوي في النباتات. ويبدو أنها تعمل مع غيرها من منظمات النمو، خاصة الأكسينات. وتؤدي السيتوكينينات دورًا مهمًا في تحديد خلايا النبات الصغير التي ستصبح خلايا جذور، والخلايا التي ستصبح خلايا أوراق.. وهكذا.الجبرلينات:
تحفِزُ العديد من النباتات على زيادة نموها. وعند استخدامها في التجارب، جعلت النباتات متقزمة السيقان تستطيل بسرعة. وتساعد الجبريلينات أيضًا على تنظيم الإزهار في نباتات معينة. كما تمكن بذور وبراعم العديد من الأنواع من الشروع في النمو بعد الكمون (فترات طويلة من عدم النشاط).منظِّمات النمو الأخرى:
وتشمل بعض منظمات النمو الأخرى، حمض الأبسيسيك، والإثيلين. ويعرقل حمض الأبسيسيك نمو النبات، وبذا يحفز الكُمون. وينظم الإثيلين، من بين أشياء أخرى، نضج الثمرة.كيف تعمل الهورمونات
يمكن تقسيم أغلب هورمونات الإنسان إلى مجموعتين تبعًا لتركيبها الكيميائي، وتسمى إحدى المجموعتين الأستيرويدات، والـتي تتكون مـن هورمونـات الجنس وهورمونات قشرة الغدة الكظرية. أما المجموعة الثانية فتحتوي على بعض أشكال الأحماض الأمينية، أي الوحدات البنائية للبروتين.
ويعتقد العلماء أن التركيب الكيميائي للهورمون يُمكنه من الاتحاد بمستقبلات موجودة في خلاياه المستهدفة. ويحدث اتحاد الهورمون مع المستقبل تغيرًا في العمليات الكيميائية للخلية. وبالتالي، فإن هذا التغير من المحتمل أن يُحور الكثير من مئات النشاطات الكيميائية للخلية إن لم يكن كلها. وتسبب هذه التغيرات في نشاط الخلية المستهدفة أن تتصرف بطريقة معينة. ويعتقد العديد من اختصاصيّي الغدد الصماء (الأطباء الذين يعالجون الاضطرابات الهورمونية) أن الهورمونات الأستيرويدية تصبح متصلة بالمستقبلات وبعدئذ تدخل نواة الخلية المستهدفة. ويؤثر الهورمون، في النواة على نشاط المورِّثات، أي الوحدات الدقيقة التي تحتوي على المعلومات الوراثية.
ويعتقد اختصاصيّو الغدد الصماء أن الهورمونات التي يدخل في أساسها الأحماض الأمينية، ربما تتحد مع المستقبلات على الغشاء الخارجي للخلية الهدف. وقد يغير هذا الاتحاد من تركيب غشاء الخلية، سامحًا لمواد معينة بدخول الخلية أو تركها. وتغير هذه المواد النشاطات الكيميائية للخلايا. ويبدو أن الاتحاد في حالات أخرى، يؤثر على نشاط الإنزيمات بسبب تكوين مادة تسمى الأدينوزين أحادي الفوسفات الحلقي. وتغير هذه المادة، بالتالي، النشاطات الكيميائية للخلية.
الهورمونات المصنّعة
منذ الأربعينيات من القرن العشرين تمكن علماء الكيمياء الحيوية من تصنيع هورمونات عديدة في المختبرات. وحتى ذلك الوقت، كانت كل الهورمونات تُستخلص من الحيوانات أو النباتات. وتوجد كميات قليلة جدًا من الهورمونات في النسيج الحي. وقد زاد تصنيع الهورمون كثيرًا في توفير الهورمونات للاستخدام البشري.
وبعض الهورمونات المصنعة، بما فيها هورمونات الإنسان، تتطابق مع الهورمونات المفرزة طبيعيًا. لكن قام العلماء بتغيير التركيب الكيميائي للعديد من الهورمونات المصنعة حتى تكون أكثر فعالية. وأكثر الهورمونات المصنعة استخدامًا هي الأكسينات، والقشرانيات السكرية ـ خاصة الكورتيزون، وهورمونات الجنس، وهورمونات النمو، والإنسولين. ولايمكن تصنيع كل الهورمونات. ولايعرف العلماء التركيب الكيميائي كاملاً في بعضها، في حين أن تركيب هورمونات أخرى معقد جدًا ويعوق استخدامها على نطاق كبير في التصنيع.
استخدامات الهورمونات
الاستخدامات الطبية:
يستخدم الأطباء الهورمونات في علاج أولئك الذين يعانون نقائص هورمونية. ولايمكن لجسم مريض بمثل هذه الحالة أن ينتج مددًا مناسبًا لهورمون واحد أو أكثر. ويُمكِّن العلاج الهورموني الشخص من التغلب على العديد من أعراض الأمراض المتنوعة. ولا يمكن لمثل هذا العلاج أن يشفي هذه الأمراض، إنما يتحكم فيها فقط.وتشمل أمراض نقص الهورمون مرض أديسون والبول السكري والبوالة التفهة والوذمة المخاطية. ★ تَصَفح: أديسون، مرض ؛البول السكري ؛الغدة الدرقية.
ويمكن أن تُعالج بعض الحالات المعينة، والتي ليس لها علاقة مباشرة بالنقائص الهورمونية، أيضًا بالهورمونات. وتشمل هذه الحالات التهاب المفاصل، وأزمات الربو، التي يصف لها الكثير من الأطباء هورمون الكورتيزون.
وعلاوة على ذلك، يمكن أن تُعْطىَ الهورمونات لُتغير وظيفة الجسم بطريقة ما. وتحتوي حبوب منع الحمل، على سبيل المثال، على هورمونات جنسية مؤنثة مصنّعة. وبتناول هذه الهورمونات يتغير لدى المرأة التوازن الهورموني الذي يتحكم في دورة الحيض، ويوقف هذا التغيير الإباضة (إنتاج البيض) وبذا يجعل حدوث الحمل مستبعدًا.
الاستخدامات الزراعية:
يستخدم المزارعون هورمونات النبات المصنعة، خاصة الأكسينات، بُغية الحصول على تنويعات مختلفة من المحصول. وعند معالجة نباتات معينة مثل الخيار والطماطم بالأكسينات فإنها تُعطي ثمارًا بدون بذور. كما يَرُش المزارعون أيضًا الأكسينات على التفاح لمنع تساقط الثمار عن الأشجار قبل الحصاد. وعلاوة على ذلك، تعمل الأكسينات كمبيدات للحشائش. فعند رشها بتركيزات عالية، يسبب الأكسين نمو الحشائش عريضة الأوراق بطريقة غير متحكم فيها، ومن ثم فإنها تموت سريعًا.وقد أُجري الكثير من الأبحاث حول استخدام الهورمونات في الإنتاج الحيواني. ففي بعض الدول، تستخدم أستروجينات معينة لحفز السمنة في الماشية. وقد أوقف استعمال أحد هذه الهورمونات المحفزة للنمو، والمعروف باسم ثنائي إيثيل الإستيلبيسترول (دي. إي. إس) وذلك عندما وجدت له علاقة بتنامي السرطان في الإنسان.