الهرمونات

                                        

الهرمون

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 الهرمونات 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 الهرمونات سواء في البشر أو الحيوانات الأخرى في نشاطات الجسم مثل النمو والنشوء والتكاثر. أما في النباتات، فتنظم الهرمونات، العديد من مظاهر النمو. وإذا فشل الكائن الحي في إنتاج النوع أو الكمية المضبوطة من الهرمونات، فقد تحدث له اضطرابات خطيرة أو ربما الموت. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يتسبب خلل في إنتاج الهرمونات في ظهور عمالقة أو أقزام في النباتات والحيوانات.

وفي عام 1902م، وجد العلماء الدليل الأول القاطع على وجود الهرمونات. 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 هرمونًا ينتجها جسم الإنسان. كما طَوّروا أيضًا طرقًا لاستخلاص الهرمونات من النسيج الحي وتقنيات لتصنيعها في المختبرات.

هرمونات الإنسان

تْنُتج معظم الهرمونات 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 هرمونات بالنسيج الأصم الموجود في أعضاء لاتعتبر غددًا صماء أساسًا. وتشمل هذه الأعضاء المعدة والبنكرياس.

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 الهرمونات 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 الهرمونات ذاتها.

الهرمونات 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 الهرمونات الهاضمة. وتتحكم هذه الهرمونات في إفراز العصارات الهضمية التي تحوّل الطعام إلى مواد بسيطة.

وبعد دخول جزيئات الغذاء المهضوم لمجرى الدم تتحكم هرمونات 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 الهرمونات تنظم الطريقة التي بها يُستخدم الغذاء في بناء النسيج الجديد. وعليه فهي تؤدي دورًا في تكوين بروتينات جديدة بوساطة خلايا الجسم.

وتتحكم هرمونات أخرى أيضًا في الطريقة التي تستخدم بها الخلايا الغذاء في بناء نسيج جديد. وتعتبر القشرانيات السكرية مجموعة الهرمونات 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 الهرمونات 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 وهرمونات الجنس. يتضمن تنامي الجسم من الطفولة وحتى النضج عملية معقدة من التغيرات الجسمانية. وتؤدي الهرمونات 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 هرمونات 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 الهرمونات 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 الهرمونات الموجهة للقند ـ هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني. وتعمل هذه الهرمونات، 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 هرمونات الجنس. وتتضمن هرمونات الجنس الذكرية، التستوستيرون، والأندروستيرون التي تسمى الأندروجينات. وتتضمن هرمونات الجنس الأنثوية البروجستيرون، والأستروجينات. ويعتبر الأستراديول، والأستريول، والأستيرون أكثر الاستروجينات أهمية. كما تفرز قشرة الغدد الكظرية في الرجال والنساء أيضًا بعض هرمونات الجنس، خاصة الأندروجينات.

وتنظم هرمونات 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 هرمونات 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 . وينظم البروجستيرون أيضًا العمليات اللازمة للحمل.

هرمونات 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 الهرمونات 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 الهرمونات 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.

هرمونات 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.

هرمونات التحكم المفرزة من الغدد الصماء. تؤثر على إنتاج الهرمونات الأخرى، وتشمل هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني وهرمونات 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 وهرمونات الجنس الكظرية.

ويتم تنظيم إفرازات الغدة النخامية الأمامية ذاتها بهرمونات ينتجها الوطاء، وتسمى هذه المواد الهرمونات المطلقة. أما هورمون إطلاق موجه القند فيتسبب في إفراز هورمون منبه الجريب والهورمون اللوتيني. وتحفز الهرمونات المطلقة الأخرى الغدد النخامية لإفراز موجه قشر الكظر وهورمون النمو وهورمون الغدة الدرقية. وتتحكم هرمونات 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 الهرمونات 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.

هرمونات 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.

هرمونات الحيوانات الأخرى

تتشابه الفقاريات الأخرى مع الثدييات في إفراز معظم الهرمونات التي يفرزها الإنسان. وتعتبر هذه الكيميائيات مطابقة تقريبًا في تركيبها وتأثيرها لهرمونات الإنسان. ولهذا فإن بمقدور العلماء أن يتعرفوا على هرمونات الإنسان بدراسة تلك الخاصية بالفقاريات الأخرى. ويستخدم الأطباء الهرمونات المفرزة بهذه الحيوانات لعلاج المرضى الذين لاتنتج أجسامهم كميات كافية من هرمونات معينة. فمثلاً، يستخدم ملايين الناس المرضى بالسكر الإنسولين المأخوذ من الماشية والغنم.

ولدى اللافقاريات أيضًا هرمونات، يؤدي بعضها دورًا مهمًا في النمو والنشوء. فمثلاً تتحكم الهرمونات في سلسلة من التغيرات التي تمر بها بعض الحشرات كالنمل والفراشات أثناء نموها. ولايعلم العلماء الكثير عن هرمونات اللافقاريات كما يعرفون عن مثيلتها في الفقاريات.

الهرمونات النباتية

ُتنتج الهرمونات النباتية أساسًا في الأجزاء نشطة النمو، مثل قمم الجذور والسيقان. وتؤثر هذه الهرمونات في النمو كما تسمى غالبًا منظمات النمو. ويوجد ثلاثة أنواع رئيسية من الهرمونات النباتية،

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 الهرمونات

يمكن تقسيم أغلب هرمونات الإنسان إلى مجموعتين تبعًا لتركيبها الكيميائي، وتسمى إحدى المجموعتين الأستيرويدات، والـتي تتكون مـن هرمونات الجنس وهرمونات 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 الهرمونات 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 الهرمونات 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.