Hormon
Hormon, İnsanın ve hayvanların içsalgı kanalları bulunmayan bezlerinden çok küçük miktarlarda salgılanan kimyasal haberci maddeleri belirten genel terim. Hormonlar, kana karışarak, etkilerini gösterdikleri hedef dokulara dağılırlar.
Hormonlar bedenin iç dengesini, iç ve dış uyarıcılara yanıtlarını düzenler, ayrıca doku gelişmesini, büyüme ve cinsel olgunlaşmayı, üremeyi denetlerler. Çok sınırlı yerlerde üretilip, çoğunlukla genel kan dolaşımına karışırlar. Bununla birlikte bazı hormonlar, sözgelimi mide-bağırsak kanalıyla ilgili olanlar, yerel etki gösterirler.
Bir hormon, genellikle özel dokularda oluşturduğu metabolizma etkisiyle (sözgelimi cinsellik hormonu testosteronun erkek cinsel organları üstündeki etkisi) ya da daha genel metabolizma etkisiyle (sözgelimi insülinin kaslar üstündeki kan şeker düzeyinin düşmesine yol açan etkisi) nitelendirilir. Tek tek hormonların farklı etkinlikleri vardır. İç salgılar, sinir uyarıları gibi belirli bir işlevi ya uyarmak ya da ketlemek için etki yaparlar. Buna karşılık hormonlar, çoğunlukla uzun süreli etkilere yol açarlar. Bazı maddeler, sözgelimi norepinefrin, hem hormon, hem de sinir uyarısı iletici işlev görebilir ve sinir salgı hormonları (nörohormon) diye adlandırılırlar.
Hormonlar, çeşitli organların yapısal ve işlevsel bütünlüğünü korurlar ve işlevlerin sürmesini sağlayan etmenler olarak etki gösterirler; sözgelimi, cinsel organların steroyit hormonları, ikincil cinsel özelliklerin sürmesini sağlarlar. Buna başka bir örnek olarak, adrenokortikotropik hormon (ACTH) salgılanmaması durumunda böbreküstü kabuğunda ortaya çıkan körelmeler gösterilebilir; gene aynı biçimde tiroyit bezi (ya da kalkanbezi), tiroyit uyarıcı hormonun (ya da tirotropin; TSH) bulunmaması durumunda yozlaşır.
KİMYASAL KÖKEN
Hormonların büyük bölümü, amin, peptit ya da steroyit adları verilen üç kategoriden birine girer. Aminler, tiro-sin aminoasitinin iyotlu türevi olan tiroyit hormonlarını ve epinefrin (Bk. ADRENALİN) ve norepinefrin katekolaminlerini içerirler. Tiroyit hormonları ile steroyit hormonlar, suda çözünmeyen hormonlardır; buna karşılık epinefrin ve norepinefrin, peptit hormonlara benzerler. Bu son grup, büyüklüğü bakımından, üç aminoasitli tirotropin salgılayıcı hormon (TRH) ile yaklaşık 200 aminoasit içeren büyüme hormonu ve prolaktinler arasında yer alır. TSH ve gonadotrofinler gibi bazı hormonlar, karbonhidrat ve polipeptit altbirimlerinden oluşan glikoproteinlerdir. Protein hormonlar ya kan dolaşımında bulunurlar ya da bedende depo edilirler (çoğunlukla öncü biçimleriyle) ve kullanıldıkları zaman biyolojik olarak etkin, daha küçük biçimlere indirgenirler; buna karşılık steroyit hormonların bireşimi, ancak gerekli oldukları zaman yapılır. Steroyit hormonlar kolesterol türevleridirler; adrenokortikosteroyitleri (böbreküstü kabuğu steroyitleri), androjenleri, östrojenleri, progesteronu ve ekdizon gibi omurgasızlardaki deri değiştirme hormonlarını içerirler. "Prostaglandin" adı verilen halkalı yağ asitleri de, hormonlar gibi işlev görebilirler.
ETKİ SÜRESİ
Hayvan ve insan hormonları çoğunlukla kan proteinlerine bağlıdırlar; bu bağ, protein hormonları yıkılmaktan korur ya da steroyit hormonlarda olduğu gibi, sulu bir ortamda daha kolay çözünebilir duruma getirir. Bir hormon molekülünün kan içindeki dolaşım süresi, dakikalardan saatlere kadar değişir. Dolaşımdaki hormonun yoğunluğu, bu maddenin hedef dokular, karaciğer ve boşaltım organları tarafından alınması, metabolize edilmesi ve etkisizleştirilmesi hızından etkilenir.
Hormonlar genellikle hedef dokularda kısa ve uzun erimli etkiler yaparlar. Tipik kısa erimli yanıtlar, zarların geçirgenliğinde, zar ileti süreçlerinde ve enzim etkinliğinde gözlemlenen değişikliklerdir. Sözgelimi insülin, kas hücre zarlarının glikoz geçirgenliğini ve kasta glikoz kullanımını düzenleyen enzimleri etkileyerek, iskelet kaslarında hızlı glikoz alımını uyarır.
Dokuların hormonlara uzun erimli yanıtları genellikle, nükleik asitlerin (DNA ile RNA'nın) ve bunların yanı sıra da proteinlerin bireşimini kapsar. Yanıtlar, bu hormonların zarlardaki alıcılarının farklı yoğunluk düzeylerinde yansır. Öbür uzun erimli yanıtlar arasında, özgül enzimlerin miktarları, hücrelerin sayılarında artış ve hücrelerin büyümesi dahil büyümeyle ilgili değişiklikler, farklılaşma, dokuların ya da organların olgunlaşması ve davranış değişiklikleri sayılabilir.
ALICILAR
Bir hormonun, fizyolojik etkinliği başlatabilmesi için, özgül hücre alıcılarına bağlanması gerekir. Hormon etkisinin özgüllüğü, her hormonun yalnızca özgül bir dizi alıcıya uyması olgusundan kaynaklanır. Alıcılar, peptitler, protein hormonlar ve katekolaminler için hücre plazma zarında, steroyit hormonlar için sitoplazmada, tiroyit hormonlar için de, hücre çekirdeğinde yerleşmişlerdir.
Hücre başına 2 000 - 100 000 arasında peptit hormon alıcısı vardır; bu alıcıların zardaki sayıları ve yerleri, dokunun gereksinmelerine ya da hormonun yoğunluğuna göre değişir. Sözgelimi, insülin iskelet kası hücrelerine bağlanır; ama insülin düzeyindeki yükselmeler, zar alıcılarının sayısında azalmaya neden olur (buna, "geriye doğru düzenleme" ya da "geri besleme" adı verilir).
Bunun sonucunda hücreler yüksek insülin düzeylerine daha az yanıt verecek, dolayısıyla da hormon fazlalığının ters etkilerini önleyecek duruma gelirler. Sekersiz şeker hastalığında insüline direnç, normal dışı geriye doğru düzenlemeden (geri beslemeden) kaynaklanır; bu nedenle de bu şeker hastalığının bu biçiminin nedeni insülin eksikliği değil, alıcıdaki bir kusurdur. Bunun tersine, hormon düzeyleri düşük olduğu zaman alıcıların sayısı artar ("ileri doğru düzenleme", ya da "ileri besleme"); bu da dokuyu hormona daha duyarlı duruma getirir; ayrıca, bazı hormonlar, bir başka hormon sisteminin hormonlarını "ileri besleyerek", çeşitli dokuların yanıtlarında bütünlük sağlarlar.
İKİNCİ HABERCİ MOLEKÜLLER
Birçok hormon etkinliğine "ikinci haberci" moleküller aracılık ederler. Bunlar, hedef hücrelerine yerleşmiş hormon olmayan kimyasal maddelerdir. Earl Sutherland, halkalı adenozin monofostat ve ikinci haberci molekül kavramı üstüne çalışmasında (bu çalışmayla 1971'de Nobel Tıp ve Fizyoloji Ödülü'nü aldı), hormonların hücre alıcılarına bağlandıklarını, buna karşılık hücre alıcılarının da, hücre içindeki bu habercilerin düzeyini ayarladıklarını öne sürmüştür. Halkalı adenozin monofosfat (cAMP) ve halkalı guanosin monofosfat (cGMP) gibi nükleotitler, ikinci haberci olarak kabul edilirler; birçok hormon etkinliği, beden hücreleri içindeki bu metabolitlerin yoğunluk düzeylerinin değişmesiyle karşılıklı bağıntılıdır. Sözgelimi, epinefrin hormonunun, glikolizi (glikoz metabolizmasını) uyarmak için, karaciğerdeki ve kalpteki hücre alıcılarına bağlanarak cAMP'yi uyardığı bilinmektedir.
Adenil siklaz, adenozin trifosfatın (ATP) cAMP'ye dönüşmesini katalizleyen enzimdir; birçok hormon bu enzimin etkinliğini artırmak için alıcılarla etkileşir. Bazı hormonlar cAMP'yi yıkan enzimleri ketlerler; bunun sonucunda, hücre içindeki nükleotit düzeyleri yükselir. HORMONLAR ARASI ETKİLEŞME Hormonlar arasındaki etkileşmeler, karşıtlıktan, yani birbirinin etkisini ketlemekten, eşgüdüme, yani birbirinin etkisini artırmaya kadar uzanır. Bu sonuncu etkileşmeye, güçlendirme (ya da sinerjizm) denir. Tek başlarına meme bezi üstündeki etkileri çok az olan östrojenlerin, progesteronun, böbreküstü kabuğu steroyitlerinin, insülinin, prolaktinin ve büyüme hormonunun, birlikte oluşturdukları etkiyle, meme bezinin ve süt üretiminin gelişmesini uyarmaları, güçlendirmeye örnek gösterilebilir.
Birçok güçlendirme olgusunun sonuçlanması, bir hormonun, başka bir hormonun etkinliği üstüne "izin verici" etkisine bağlanır; yani, bir hormon bir dokuyu, başka bir hormonun etkiliğine koşullandırır ya da duyarlılaştırır. Sözgelimi, böbreküstü glikokortikoyit hormonların tek başlarına herhangi bir metabolizma tepkileri bulunmamakla birlikte, katekolaminlerin kalorijenik etkilerini gösterebilmeleri için, bulunmaları gerekir. EVRİM
Bir türün protein ve polipeptit hormonlarının aminoasit dizileri belirlenerek ve bu diziler öbür türlerinkilerle karşılaştırılarak, evrimsel ilişki izlenebilir. İnsandaki antidiüretik hormonla (ADH) ve oksitosinle akraba bir bileşik olan vazotosin, memeli olmayan omurgalılarda bulunur. Suda yaşayan ilk hayvanların sinir sistemlerinde vazotosin bulunduğundan, vazotosinin, ADH ve oksitosinin evrim sonucu ortaya çıkmalarına yol açmış olan "ata" hormon olduğu düşünülmektedir. İnsandaki büyüme hormonu ile "koriyonik somatomammotropin" adı verilen eten hormonu arasında, aminoasit dizisi bakımından önemli bir türdeşlik vardır; oysa prolaktinle arasındaki türdeşlik daha azdır. Bu üç peptit, günümüzden yaklaşık 400 milyon yıl önce, ortak bir "ata" genden doğmuştur. Ama atalarının ortak olmasına ve biyolojik etkinliklerinin örtüşmesine karşın, bağışıklıkbilim açısından birbirlerinden farklıdırlar. İnsan büyüme hormonunun, balık, fare ve maymunlarda büyümeyi uyarabilmesine karşılık, insanlarda büyümeyi yalnızca maymun ve insan büyüme hormonları uyarabilmektedir.
HORMON DENETİMİ
İçsalgı bezlerinde hormon bireşiminin ve salgılanmasının işlevi, dış çevrede oluşan değişikliklere karşın, bedenin iç dengesini (homeostazi) sürdürmektir. Negatif geribesleme düzenlemesi, ortak denetim yöntemidir; bu düzenleme önleminin en basit biçimine, paratiroyit hormonu (PTH) örnek gösterilebilir. Bu hormon, serumdaki kalsiyum düzeyini yükseltir; buna karşılık, yükselen kalsiyum düzeyi, PTH bireşimini ve salgısını ketler.
Bir başka örnek de, tiroksinin negatif geribesleme etkilerini kapsar. Hipofizin tiroyit uyarıcı hormonu (TSH), tiroyidin tiroksin salgılamasını uyarır; buna karşılık tiroksinin dolaşımda yüksek düzeyde bulunması, hipofizin TSH salgısını ketler. Ortak denetimin öbür biçimleri arasında, Hormon salgısını uyaran ya da baskılayan sinirsel düzenekler sayılabilir. Sözgelimi, bebeğin meme emmesi, oksitosinin salgılanmasını uyarır; bu da meme bezlerinin süt salgılamasıyla sonuçlanır. Eşeysel üreme, içsalgı sisteminde sinirsel girdiler tarafından denetlenen eşdüzenli içsalgı değişiklikleri ve onların yanı sıra, sinirsel işlevde hormon değişiklikleri olmasını gerektirir. Bu tür bir hormon denetiminin bir bölümü, önceden, genetik olarak belirlenmiştir.
HORNBLENT TIPTA HORMONLAR
Tıpta birçok hormon ile laboratuvarda üretilmiş yapay benzerlerinden yararlanılır. İnsülin gibi peptit ve protein hormonların etkili olabilmeleri için, bedene iğneyle verilmeleri gerekir, çünkü proteinler ağızdan alındıklarında, sindirim süreci sırasında enzimler tarafından yıkıma uğratılırlar. Hattâ, bazı steroyit hormonlar, bağırsaklardan yıkıma uğramadan emilmelerine karşın, karaciğer tarafından etkisizleştirilirler. Bir hormon molekülü, enzimler tarafından yıkılmasını önlemek için, kimyasal açıdan değiştirilebilir; sözgelimi yapay steroyitler, doğal steroyitlerden genellikle daha etkilidirler.
Boyları normalden çok kısa olan bazı kişilerde, büyüme yetmezliği hipofiz yetersizliğinin sonucu olarak oluşmuştur. Büyüme hormonu türe özgü olduğu için, çocukların tedavisinde yalnızca insanlardan elde edilen maddeler kullanılabilir. İnsan büyüme hormonunun büyük bölümü, otopsilerde elde edilen insan hipofiz dokusunun kimyasal arıtımdan geçirilmesiyle elde edilir; bu da elde edilen ilacın miktarını ciddi olarak kısıtlar. 1980 yıllarının başlarında, çok ender olarak ölümcül Creutzfeldt-Jacop hastalığının bulaşmasına yol açtığının anlaşılması, otopsilerden elde edilen hipofiz dokusunun kullanılmasını iyice kısıtlamıştır. Bununla birlikte, genetik mühendisliği tekniklerinin uygulamaya girmesiyle monoklonal hormon üretimi, gelecekte sınırsız bir kaynak elde edileceği umutlarını uyandırmıştır.
Addison hastalığı (ya da böbreküstü kabuğu yetmezliği), adrenokortikoyitlerle tedavi edilebilir. Bu tür ilaçlar, çeşitli glikokortikoyit ilaçları içerir. Bununla birlikte, bu İlaçlar çoğunlukla, başka bozuklukların tedavisi için farmakolojik doz düzeyinde kullanılırlar. Sözgelimi ABD'de yaklaşık 7 milyon kişi, iltihaba karşı etkileri nedeniyle, sözgelimi eklem iltihabının (artrit) tedavisinde ya da karşıt etkileri nedeniyle sözgelimi astım tedavisinde, glükokortikoyit ilaçlar kullanmaktadır. Ne var ki, uzun süre kullanılmaları durumunda bu ilaçların ciddi yan etkileri vardır ve genellikle son çare olarak başvurulan ilaçlardır.
Hipotiroyidizm, yani hipofiz bezinin yetersizce çalışmaması, sinir sisteminin olgunlaşması için tiroyit hormonları gerekli olduğundan, özellikle yeni doğmuş bebekler açısından ciddi bir sorun oluşturur. Tiroksin hormonuyla tedavi, bu tedavinin doğumdan hemen sonra başlatılması koşuluyla, hipotiroyidizmin etkilerini önler. Bazı tıp araştırmacıları, tiroksini, şişmanlığın ya da olağandışı uyuşukluğun (letarji) tedavisi için de önermişlerdir; ama bu tür bir kullanımın, tiroyit bezi tarafından üretilen tiroksin miktarında, verilen miktar kadar ödünleyici bir azalma oluştuğundan, yersizliği anlaşılmıştır. Ayrıca, farmakolojik dozların hastada, sıcağa katlanmamaya, sinirliliğe, hattâ daha ciddi hipertiroyidizm (tiroyit bezinin aşırı çalışması) etkilerine yol açması olasılığı vardır.
Tıpta kullanılan öbür hormonlar arasında, arka hipofiz bezi tarafından salgılanan ADH ve oksitosin hormonları da sayılabilir. ADH, şekerşiz şeker hastalığının, oksitosinse, bazı durumlarda doğumun gerçekleşmesine yardımcı olmak için kullanılır. Şeker hastalığının tedavisinde insülin kullanımıysa, herkes tarafından bilinmektedir.
Oksitosin, iskelet dokusunda yapım ve yıkım süreçlerinin anormal bir hızla dönüşümlü olarak birbirini izlediği Paget hastalığının tedavisinde kullanılır; etkisini, iskeletin yeniden emilim hızını ketleyerek gösterir. Kalsitonin ayrıca çocuklarda "osteogenesis imperfecta" adı verilen doğuştan bir tür kemik erimesinin tedavisinde de kullanılır. D vitamini hormonundan, çocuklarda raşitizm, büyüklerde de kemik yumuşaması gibi eksiklik hastalıklarının tedavisinde ve hipoparatiroyidizmin tedavisinde yararlanılır.
Genetik mühendisliğiyle elde edilen yeni bir grup hormon da, tıpta önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Sözgelimi, hematolojik büyüme etkeni, kemik iliğini istenen miktarlarda alyuvar ve akyuvar yapması için uyarmaktadır. Eritropoiyetin adı verilen bir çeşidiyse, alyuvar yapımını uyarmakta ve çeşitli kansızlık durumlarının tedavisinde yararlanılmaktadır. Akyuvarları uyaran koloni uyarıcı etken de, kemik iliği aktarımlarında ve ilaç tedavisi uygulanan kanserli hastalıklarda kullanılmaktadır.
Östrojen ve progesteron, 1960'tan bu yana doğum kontrol hapı olarak kullanılmaktadır. Gebeliğe çok erken bir dönemde son veren RU-468 adlı progesteron karşıtı bir steroyit, 1980'de geliştirilmiş ve 1988'de Fransa'da kullanılması onaylanmıştır. Bu hormon, cerrahi düşük (kürtaj) uygulamasından daha güvenli ve daha ucuzdur; ayrıca meme kanserinde ve bazı başka hastalıkların tedavisinde de yararlı olduğu görülmüştür.
OMURGASIZLARIN HORMONLARI
Böcekler ve kabuklular gibi birçok omurgasız hayvanın içsalgı bezlerinden, hormonlar salgılanır. Ayrıca, merkez sinir sisteminin hücreleri tarafından, aslında polipeptit ya da protein türünden nörohormonlar (sinir hormonları) da salgılanır. Bir nörohormon çeşidi, corpus allatum (böceklerin ve kabukluların beyinlerinin arkasında bulunan çok küçük bez) bezini, genetik hormonu (neotenin) salgılaması için etkileyerek, larvanın deri değiştirmesini uyarır. Bazı başka böcek nörosalgıları protorasik bezi, ekdizon salgılaması için uyararak başkalaşmayı başlatırlar. Buna benzer bir deri değiştirme süreci de kabuklularda görülen ve Y-bezi ile deri (kabuk) değiştirme hormonuna bağlıdır.