המערכת ההורמונלית (מערכת הפרשה פנימית)

מערכת זו היא מערכת בקרה ותקשורת בגוף האדם. היא פועלת באמצעות חומרים כימיים המופרשים לדם ומגיעים אל איברים שונים. הרעיון המרכזי הוא שבלוטות שונות מפרישות הורמונים, וההורמונים משנים את פעילותם של איברי מטרה כדי לשמור על הומאוסטזיס – סביבה פנימית יציבה.

בלוטות הפרשה פנימית והורמונים

בלוטת הפרשה פנימית היא בלוטה המפרישה חומרים ישירות אל זרם הדם. החומרים האלה נקראים הורמונים. כל הורמון הוא שליח כימי המיוצר בבלוטה, משתחרר לדם ונישא לכל חלקי הגוף.

בגוף האדם פועלות בלוטות הפרשה פנימית אחדות, ובהן הלבלב, ההיפופיזה ובלוטת יותרת הכליה. המיקום של כל בלוטה קשור לתפקודה, אך ההורמון עצמו מגיע דרך הדם גם אל איברים רחוקים.

ההורמונים מגיעים אל תאים רבים, אך אינם משפיעים על כל התאים. כל הורמון משפיע רק על איבר מטרה – איבר שתאיו מסוגלים להגיב לאותו הורמון. איבר מטרה יכול להיות, למשל, הכבד, השרירים או הכליות, בהתאם לסוג ההורמון.

ההכרה של התא בהורמון מתבצעת באמצעות קולטן. קולטן הוא חלבון הנמצא על קרום התא או בתוך התא, ויש לו מבנה מרחבי המתאים להורמון מסוים. הקישור בין הורמון לקולטן דומה להתאמה בין מפתח למנעול.

לאחר שההורמון נקשר לקולטן, מתחיל בתא תהליך המשנה את פעילותו. לדוגמה, התא יכול להגביר כניסה של חומר מסוים, לבנות חומר תשמורת או לפרק חומר אגור. לכן פעילות ההורמון תלויה גם בריכוזו בדם וגם בקיום קולטנים מתאימים בתאי המטרה.

חשוב להבחין: הורמון אינו אנזים. הוא אינו מבצע בעצמו פירוק כימי של חומרים, אלא מעביר הוראה לתא ומשנה את קצב התהליכים בו. לדוגמה, אינסולין אינו מפרק גלוקוז בעצמו, אלא גורם לתאים לקלוט יותר גלוקוז או לאגור אותו.

השוואה קצרה למערכת העצבים יכולה להבהיר את תפקידה של המערכת ההורמונלית. מערכת העצבים מעבירה אותות חשמליים מהירים, ואילו המערכת ההורמונלית פועלת באמצעות חומרים המגיעים דרך הדם. לכן תגובה הורמונלית איטית יותר, אך השפעתה נמשכת זמן רב יותר ומתאימה לוויסות תהליכים ארוכי טווח.

משוב שלילי בוויסות הורמונלי

רוב ההורמונים פועלים במנגנון של משוב שלילי. זהו מנגנון בקרה שבו שינוי בערך מסוים בגוף גורם לתגובה הפוכה, המחזירה את הערך אל התחום התקין. המילה “שלילי” אינה מתארת מצב רע, אלא את העובדה שהתגובה מבטלת או מקטינה את השינוי הראשוני.

במצב תקין, הגוף מזהה סטייה מהנורמה, למשל עלייה או ירידה בריכוז חומר בדם. בעקבות הסטייה מופרש הורמון המתאים למצב. ההורמון פועל על איבר המטרה ומחזיר את המצב לנורמה. כאשר המצב חוזר לתקין, הגירוי להפרשת ההורמון נחלש, וכך נמנעת הפרשת יתר.

לדוגמה, אם רמת הגלוקוז בדם עלתה, התגובה תהיה הפרשת אינסולין שיוריד אותה. אם רמת הגלוקוז ירדה, התגובה תהיה הפרשת גלוקגון שיעלה אותה. בדרך זו המערכת מונעת שינויים קיצוניים מדי ושומרת על איזון.

הלבלב וויסות רמת הסוכר בדם

הלבלב הוא איבר הנמצא בחלל הבטן. בין תפקידיו הוא משמש כבלוטת הפרשה פנימית המפרישה הורמונים לוויסות רמת הגלוקוז בדם. גלוקוז הוא סוכר פשוט המשמש מקור אנרגיה עיקרי לתאי הגוף.

רמת הגלוקוז בדם חייבת להישמר בתחום תקין. רמה גבוהה מדי עלולה לפגוע בגוף, ורמה נמוכה מדי עלולה לפגוע באספקת האנרגיה לתאים. לכן הגוף זקוק לשני הורמונים הפועלים בכיוונים מנוגדים ומאזנים זה את זה.

הלבלב מפריש שני הורמונים מרכזיים:

• אינסולין – מופרש כאשר רמת הגלוקוז בדם עולה, למשל אחרי ארוחה.
• גלוקגון – מופרש כאשר רמת הגלוקוז בדם יורדת, למשל בזמן צום או פעילות גופנית ממושכת.

כאשר רמת הגלוקוז עולה, תאים בלבלב מזהים את העלייה ומפרישים אינסולין. האינסולין נקשר לקולטנים בתאי איברי מטרה, בעיקר בכבד ובשרירים. הוא מגביר את חדירות קרום התא לגלוקוז או את מספר הנשאים בקרום, ולכן יותר גלוקוז נכנס אל התאים.

בנוסף, האינסולין מעודד הפיכת גלוקוז עודף לגליקוגן. גליקוגן הוא רב־סוכר המשמש כחומר תשמורת של פחמימות בכבד ובשרירים. בניית הגליקוגן מקטינה את ריכוז הגלוקוז בדם ומחזירה אותו לנורמה.

כאשר רמת הגלוקוז יורדת, הלבלב מפריש גלוקגון. הגלוקגון פועל בעיקר על הכבד ומעודד פירוק של גליקוגן לגלוקוז. הגלוקוז המשתחרר עובר אל הדם, ולכן רמת הגלוקוז בדם עולה. הגלוקגון אינו גורם לבניית גליקוגן; פעולתו העיקרית כאן היא פירוק מאגר הגליקוגן ושחרור גלוקוז.

הכבד הוא איבר מטרה מרכזי של שני ההורמונים: אינסולין מעודד בו אגירת גלוקוז כגליקוגן, וגלוקגון מעודד בו פירוק גליקוגן ושחרור גלוקוז לדם. כך מתקבל ויסות מדויק: עלייה בגלוקוז מפעילה אינסולין, וירידה בגלוקוז מפעילה גלוקגון.

סוכרת

סוכרת היא מחלה שבה נפגע הוויסות התקין של רמת הגלוקוז בדם. במצב זה רמת הגלוקוז בדם גבוהה מהתקין לאורך זמן.

הפגיעה יכולה לנבוע מחוסר בהפרשת אינסולין, או מכך שתאי הגוף אינם מגיבים לאינסולין כראוי. בשני המקרים, הגוף מתקשה להכניס גלוקוז אל התאים או לאגור אותו כראוי, ולכן הגלוקוז נשאר בדם בריכוז גבוה.

במצב של סוכרת, תאים עלולים לסבול ממחסור באנרגיה זמינה, אף שריכוז הגלוקוז בדם גבוה, משום שהגלוקוז אינו נכנס אליהם ביעילות.

סוכרת היא דוגמה למצב שבו מנגנון ההומאוסטזיס אינו פועל כראוי. כאשר אין מספיק אינסולין או כאשר הקולטנים ותאי המטרה אינם מגיבים לו כראוי, המשוב השלילי אינו מחזיר את רמת הגלוקוז לנורמה. לכן נדרשת התערבות רפואית כדי לאזן את רמת הגלוקוז.

היפופיזה והורמון ADH

בלוטת ההיפופיזה נמצאת בבסיס המוח. היא מפרישה את ההורמון ADH, הנקרא גם הורמון נוגד השתנה. הורמון זה מווסת את מאזן המים בגוף באמצעות פעולה על הכליות.

כאשר הגוף מאבד מים, למשל בהזעה מרובה או בשתייה מעטה, ריכוז המומסים בדם עולה. במצב זה ההיפופיזה מפרישה יותר ADH.

ה־ADH גורם לכליות להגביר את ספיגת המים החוזרת אל הדם. כתוצאה מכך כמות המים הנשמרת בגוף גדלה, נפח השתן קטן, והשתן נעשה מרוכז יותר.

כאשר בגוף יש עודף מים, הפרשת ה־ADH פוחתת. הכליות סופגות פחות מים חזרה אל הדם, ולכן מופרש שתן דליל יותר ונפחו גדול. גם כאן מדובר במנגנון משוב שלילי: השינוי במאזן המים גורם לתגובה המחזירה את המאזן אל התחום התקין.

הכליות הן איבר המטרה של ADH, ולכן פגיעה בפעילות ההורמון או בקולטנים שלו עלולה לשבש את מאזן המים.

אדרנלין ותגובת לחץ

אדרנלין הוא הורמון המופרש מבלוטת יותרת הכליה, הנמצאת מעל הכליה. הוא מופרש במצבי לחץ, פחד, סכנה או מאמץ גופני פתאומי.

האדרנלין מכין את הגוף לתגובה מהירה. איברי המטרה שלו כוללים בין היתר את הלב, את הריאות ואת הכבד.

השפעות עיקריות של אדרנלין:

• עלייה בקצב הלב, כדי להגביר את זרימת הדם.
• הרחבת דרכי האוויר בריאות, כדי להגביר את אספקת החמצן.
• פירוק מהיר של גליקוגן לגלוקוז בכבד, כדי לספק אנרגיה זמינה לתאים.

בניגוד לוויסות איטי של רמת הסוכר או מאזן המים, תגובת האדרנלין מהירה יחסית ומתאימה למצב הדורש פעולה מיידית. גם תגובה זו מבוססת על קישור הורמון לקולטנים בתאי איברי מטרה.