Hormóny
Chémia
V predchádzajúcich článkoch, ktoré som zaradil do kapitoly s názvom CHÉMIA, som sa zaoberal chemickým zložením živej hmoty, konkrétne:
- prvkovým zložením bioplazmy s krátkou charakteristikou a popisom makroelementov a mikroelementov;
- látkovým zložením živej hmoty so stručnými odbornými informáciami o anorganických a organických látkach, ktoré ju tvoria.
Z týchto látok väčší dôraz prikladám organickým látkam. Samozrejme, veď ide o bielkoviny, sacharidy, lipidy a nukleové kyseliny. Tieto chemické látky, predovšetkým bielkoviny, sú nositeľmi takých vlastností, ktoré sa považujú za primitívne prejavy života. Sú to napr. pohyb, rast, dráždivosť, rozmnožovanie a dedičnosť. Preto každej tejto skupine organických zlúčenín som venoval samostatný článok. Okrem bielkovín (stavebné látky), sacharidov (energetické látky), lipidov (zásobné látky) a nukleových kyselín (funkčné a riadiace látky) si veľkú pozornosť zaslúžia aj niektoré ďalšie organické zlúčeniny, ktoré možno označiť spoločným názvom biokatalyzátory, antioxidanty a pod. Patria sem vitamíny, enzýmy a hormómy. Bez týchto látok by boli ohrozené alebo až znemožnené základné fyziologické funkcie živých organizmov.
Každá skupina organizmov existuje v konkrétnych, no pritom veľmi rozdielnych, životných podmienkach. Živé organizmy, ktoré sa prispôsobili týmto podmienkam prostredia, tým pádom majú tiež veľmi rozmanité formy - od mikroorganizmov až po celkom obrovské druhy stavovcov, cez suchozemské, sladkovodné i morské organizmy, púšťne, arktické, svetlo a teplomilné až po také, ktoré bežne žijú v jaskyniach alebo vo veľkých hĺbkach na dne oceánov bez prítomnosti svetla. Väčšina organizmov je aeróbna, čo znamená, že pre svoj život potrebujú kyslík. Vyskytujú sa aj také organizmy (veľmi málo), ktoré ho pre svoju existenciu nepotrebujú - anaeróbne organizmy. Niektoré organizmy na asimiláciu, t. j. na syntézu energetických a zásobných látok, využívajú svetlo ako zdroj energie (fotosyntéza). Iné organimy zasa využívajú chemickú energiu, ktorá sa uvoľňuje pri rôznych oxidačno-redukčných reakciách. Je to vývojovo primitívnejšia forma asimilácie (chemosyntéza). Tak ako životné prostredie ovplyvňuje a formuje organizmy, tak aj organizmy spätne pôsobia na svoje prostredie, v ktorom žijú.
K základným prejavom života všeobecne patrí:
1. autoorganizácia – organizácia zloženia svojho vlastného tela (príjem a výdaj prvkov a látok);2. autoregulácia – nervová a látková (hormonálna a enzýmová) regulácia;3. autoreprodukcia – vlastné rozmnožovanie.
Životné prejavy organizmov, t. j. spôsob ako organizmus odpovedá na vonkajšie (ale aj vnútorné) podnety prostredia, riadi neurohumorálny systém, majúci vzťah tak k nervovej sústave, ako aj k hormonálnej sústave. Hovoríme o neurohumorálnom riadení prejavov živočíšnych jedincov. Regulácie v telách vyšších mnohobunkových organizmov, teda aj u kanárikov, prebiehajú pod stálou kontrolou týchto regulačných mechanizmov. Tie im zabezpečujú homeostázu (stálosť vnútorného prostredia) a jednotu organizmu - jednotu centrálnej nervovej sústavy (CNS) a hormonálnej sústavy.
Okamžité a rýchle regulačné zásahy sú sprostredkované nervovou sústavou. Napríklad pri vložení ruky do klietky kanárika sa vtáčik vyplaší a začne prudko poletovať. Alebo napríklad, keď samička zoskočí z hniezda, mláďatá na hniezde sa okamžite vyprázdňujú. To sú reflexy.
Pomalšie regulačné zásahy - priebežne je udržiavaná homeostáza hormónmi - hormonálnou sústavou (fylogeneticky je vývojovo staršia ako CNS).
Na čele regulačných mechanizmov organizmu stojí nervová sústava (NS), ktorá má schopnosť prostredníctvom rôznych receptorov prijímať informácie o zmenách vonkajšíeho aj vnútorného prostredia. Tieto informácie dokáže nervová sústava spracovávať v mozgu alebo v mieche a vytvárať odpoveď, ktorú prenáša nervovými dráhami k výkonným orgánom, ktorými sú najčastejšie svaly alebo žľazy (viď schému). Inými slovami - podstatou prejavu organizmu v prostredí sú nepodmienené (vrodené) alebo podmienené (získané) reflexy.
Obr. 1 Reflexný oblúk
Reflexný oblúk začína receptormi - zmyslovými orgánmi akými sú sluch, hmat, zrak, čuch, chuť, pomocou ktorých sa zachytávajú podnety. Nasledujú dostredivé nervové vlákna, vedúce vzruchy z receptorov do CNS. CNS tvorí mozog a miecha. Odstredivé nervové vlákna vedú z CNS do efektorov. Tie potom vytvárajú odpovede na podnety. Takými sú napr. pohyb (svaly) alebo vylučovanie hormónov a enzýmov (žľazy).
Druhým spôsobom tohto neurohumorálneho systému je látková regulácia organizmov pomocou chemických látok, predovšetkým hormónov, enzýmov a vitamínov. Tieto látky už aj v malom množstve a pri nízkej koncentrácii dokážu usmerňovať niektoré chemické procesy v živom organizme. Ich nedostatočná prítomnosť alebo neprítomnosť v tele sa môže prejaviť vážnymi fyziologickými poruchami organizmu.
Medzi hlavné chemické zlúčeniny, ktoré sa podieľajú na látkovej regulácii prejavov organizmu - patria hormóny.
HORMÓNY
Hormóny sú organické zlúčeniny - biokatalyzátory, ktoré sú nevyhnutné pre normálnu činnosť jednotlivých orgánov. Produkujú ich žľazy s vnútornou sekréciou, čiže tzv. endokrinné žľazy, ktoré svoje produkty (hormóny) vylučujú priamo do krvi. Táto krv ich potom rozvádza k bunkám do jednotlivých orgánov v tele. Žľazy s vonkajšou sekréciou svoje produkty vylučujú do telových dutín alebo mimo tela, napríklad ako sú potné žľazy (pot), slinné žľazy (sliny), tukové žľazy (maz) a iné.
K endokrinným žľazám patria: podmozgová žľaza (hypofýza), epifýza, štítna žľaza, prištítne telieska, nadobličky, podžalúdková žľaza (pankreas), pohlavné žľazy (semenníky a vaječníky) a u ľudí ešte aj detská žľaza (tymus).
Chemické zloženie hormónov
Podľa chemického zloženia hormóny netvoria rovnorodú skupinu. Niektoré z nich sú bielkoviny (inzulín - polypeptid), iné sú hydroxyderiváty amínov (adrenalín, tyroxín), ďalšie patria medzi steroidy (testosterón, progesterón, kortikoidy).
Účinok hormónov môže byť dvojaký:
Prvou možnosťou je, že endokrinná žľaza produkuje hormón pôsobiaci priamo na chemický proces, ktorý katalyzuje. Napríklad endokrinná žľaza pankreas produkuje hormón inzulín, ten potom priamo v bunkách zasahuje do metabolizmu cukrov. Porucha v tvorbe inzulínu je príčinou choroby cukrovky (Diabetes mellitus), ktorá sa prejavuje zvýšeným obsahom cukru v krvi. Organizmus stráca schopnosť stráviť cukry, ktoré sa preto vylučujú močom. Diabetes najskôr postihuje vlásočnice napr. v mozgu, v oku, alebo v obličkách, následne môže nastať zlyhávanie týchto orgánov. Diabetes mellitus sa môže objaviť aj u vtákov, teda aj u kanárikov. Je to choroba, pri ktorej je narušená hormonálna rovnováha vtáka. Úlohou hormónu inzulínu je pomáhať bunkám tela absorbovať a spracovávať cukor z krvi. Jedince, ktoré trpia diabetom, produkujú príliš málo inzulínu alebo ho neprodukujú vôbec. Prečo sa však u vtákov rozvíja diabetes mellitus - nie je stále jasné. Zdá sa, že inzulín zohráva menej dôležitú úlohu pri nástupe choroby ako u iných zvierat alebo u ľudí. Možno to spôsobuje ďaľší hormón glukagón, ktorý je tiež zodpovedný za reguláciu hladiny cukru v krvi. Príznaky chorých kanárikov sú podobné ako príznaky u iných domácich zvierat. Vtáky sú smädné, veľa pijú a produkujú viac moču. Keďže vtáky nemočia osobitne, ale vylučujú moč spolu s trusom, tým pádom je trus riedky, až vodnatý. Nastáva strata hmotnosti a celková telesná slabosť. Telo vtáka potom rozkladá vlastnú svalovú hmotu a tuk, aby udržalo metabolizmus buniek. Neschopnosť liečiť diabetes môže v dlhodobom horizonte viesť napokon až k smrti vtáka.
MVDr. Miloslav Struhár známy odborník na chov holubov sa k danej problematike vyjadril nasledovne: Citujem „ Áno, aj holuby môžu mať cukrovku. Holuby sú unavené, strácajú na hmotnosti, môžu mať hnačku, ataxiu. Toto ochorenie väčšinou uniká pozornosti, holubiar ho utratí alebo ho chytí dravec ...“
Na tomto princípe pracuje aj hormón hypofýzy (hormón podmozgovej žľazy) somatotropný hormón (somatotropín – STH), ktorý ovplyvňuje celkový telesný rast jedinca zvyšovaním metabolizmu bielkovín.
Druhou možnosťou je, že endokrinná žľaza produkuje hormón, ktorý pôsobí na druhú endokrinnú žľazu, v ktorej spôsobuje produkciu ďalšieho hormónu a až tento hormón vykonáva výsledný katalytický efekt. Ako príklad môže slúžiť endokrinná žľaza - hypofýza - produkujúca (okrem iných hormónov) aj tyreotropný hormón (tyreotropín) na aktiváciu činnosti štítnej žľazy, ktorá zasa produkuje ďaľší hormón - tyroxín. Molekuly tohto hormónu obsahujú atómy jódu. Tyroxín sa podieľa na regulácii metabolických procesov. Nadbytok tyroxínu v tele jedinca urýchľuje a nedostatok tohto hormónu spomaľuje oxidačné procesy v bunkách. Patologické sú obidve formy: hypofunkcia (znížená) aj hyperfunkcia (zvýšená) činnosť štítnej žľazy. Pri zvýšenej činnosti štítnej žľazy kanárik chudne, a ak je nedostatok tyroxínu jedinec tlstne, lebo vzniká myxedém, opuch podkožného väziva.
Na tomto princípe pracuje aj hormón hypofýzy (podmozgovej žľazy) gonadotropný hormón (gonadotropín) – pôsobí na ďaľšie endokrinné žľazy, pohlavné žľazy (gonády), kde stimuluje ich rast, dozrievanie a činnosť. Vaječníky potom produkujú estradiol a estrogén, od ktorých závisí jednak tvorba vajíčok a samotný pud hniezdenia a sedenia samičiek na vajíčkach, a jednak aj vytváranie bielkovinovej kašovitej hmoty z epitelu hrvoľa počas prvých dní kŕmenia mláďat. U samčekov v semenníkoch (testes) tento hormón zasa vyvoláva sekréciu testosterónu, ktorý má vplyv jednak na pohlavnú aktivitu, ale i celkové správanie (napríklad ako je agresivita) i prejav druhotných pohlavných znakov. U samčekov kanárikov je to ich spev alebo tiež ich inštinktívne rodičovské správanie v čase hniezdenia.
Za bežný úspech či neúspech hniezdenia a odchov kanárikov môžu teda spomínané hormóny. Samozrejme, istú rolu tu zohrávajú aj skúsenosti a erudovanosť chovateľa.
Obr. 2 Pätorčatá. Ilustračné foto: Matúš Venceľ, Hencovce (II/2019)
Endokrinológia je zložitá medicínska veda, či už je to humánna alebo veterinárna. No nie je možné v tomto krátkom článku obsiahnúť všetky jej „zákutia".
- Nerozobral som všetky známe i menej známe hormóny. Napríklad nedostal som sa k hormónu štítnej žľazy kalcitonínu, ktorý reguluje hladinu vápnika (Ca2+) v krvi a tým podporuje jeho ukladanie do kostí a pred znáškou do vaječných škrupín. Chovatelia sa občas stretávajú s tzv. mäkkými „koženými“ vajíčkami, bez kvalitnej škrupiny, ako následkok nedostatku vápnika v potrave, chýbajúceho kvalitného gritu t.j. minerálnych prvkov. Tvorba škrupiny je riadená estrogénmi. Vitamín D stimuluje proteín, ktorý vápnik naviaže do krvného obehu. Proces utvárania škrupiny trvá približne 18 - 20 hodín. Veľmi nutný je kontinuálny prísun vápnika do *maternice (nie je to omyl maternica je časť vajíčkovodu). Kanáriky by mali mať stály prístup ku gritu, ideálne sú mleté škrupinky z vápenatých mušlí. Týmto spôsobom je samička kanárika zásobená vápnikom na dlhšiu dobu.
- Vôbec som nevenoval pozornosť niektorým ďalším dôležitým hormónom u vtákov. Napríklad pre chovateľov kanárikov, ale aj iných operencov, je veľmi dôležité preperovanie, teda sezónna výmena peria. Alebo iný jav u voľne žijúcich vtákov - sezónna migrácia. Obidva tieto prejavy - preperovanie i migrácia . sú tiež regulované hormonálne.
Obr. 3 Migrácia vtákov
- Nevysvetlil som ani chemické zloženie hormónov. Pri väčšine z nich je dnes už známa aj presná chemická štruktúra, čo umožňuje, vďaka farmaceutickému priemyslu, ich syntetickú prípravu.
- Nemal som ani v úmysle vykonať prehľad fylogenetického vývoja jednotlivých endokrinných žliaz a tým aj ich hormónov u stavovcov; a to aj napriek tomu, že sú dosť veľké rozdiely medzi jednotlivými triedami rýb, obojživelníkov, plazov, vtákov a cicavcov.
Pre úplnosť musím povedať, že existujú aj také hormóny, ktoré nevznikajú v endokrinných žľazách, ale priamo v tkanivách. Tieto voláme tkanivové hormóny.
Inú samostatnú skupinu tvoria rastlinné hormóny nazývané aj fytohormóny alebo rastové látky. Rastlinné hormóny sa často syntetizujú len v konkrétnej časti rastliny (rastový vrchol, alebo koreň), hoci v menšej miere ich môžu tvoriť takmer všetky rastlinné bunky. Transport hormónov je väčšinou pasívny v cievnych zväzkoch rastlín. Mechanizmus fungovania hormónov v zelených rastlinách je v hrubých rysoch podobný mechanizmu hormonálneho účinku u živočíchov, vrátane človeka.
Tieto informácie o hormónoch chovateľ síce pre svoju každodennú prax bezprostredne nepotrebuje vedieť, no treba si uvedomiť, že za rozdielmi medzi chovateľským úsilím a skutočnosťou, medzi úspechom a neúspechom, môžu stáť práve aj hormóny. Týmto článkom o hormónoch som chcel poskytnúť čitateľom (i chovateľom) viacmenej základné informácie a nie aby to bola akási „príručka“ pre študentov.
Stručný prehľad hormónov je uvedený v nasledujúcej tabuľke:
Tabuľka 1 Prehľad hormónov (zhotovil autor)
Ilustračné foto: pätorčatá - biely achát opál a červený lipochróm neintenzívny,
Ilustračné foto: migrácie vtákov - prevzané z internetu
Autor: RNDr. Ondrej Molčan, Humenné