Hormony mniej znane
Większość z nas kojarzy takie hormony, jak insulina czy adrenalina, które odgrywają kluczowe role w regulacji podstawowych funkcji organizmu. Szeroko znane są też hormony płciowe – estrogen czy testosteron. Jednak ludzki układ hormonalny produkuje ponad 70 takich substancji, także szereg mniej znanych, wręcz tajemniczych hormonów. Naukowcy dopiero badają ich rolę w organizmie.
Stanniokalcytyna
Stanniokalcytyna (STC) to hormon peptydowy odkryty pierwotnie u ryb kostnoszkieletowych, gdzie jest wydzielany przez narząd zwany ciałkami Stanniusza. U ryb pełni on funkcję głównego czynnika zapobiegającego hiperkalcemii (nadmiarowi wapnia we krwi) – hamuje wchłanianie wapnia przez skrzela i reguluje gospodarkę fosforanową. U ssaków brak odpowiednika ciałek Stanniusza, a mechanizmy chroniące przed nadmiarem wapnia wydają się niepotrzebne, dlatego odkrycie, że ssaki (w tym człowiek) posiadają homologiczny hormon STC1, było dla naukowców „zaskakujące i intrygujące”. Wkrótce zidentyfikowano także drugi gen kodujący podobne białko (STC2), co wydaje się jeszcze bardziej zagadkowe.
Badania nad funkcjami stanniokalcytyn u człowieka wciąż są na wczesnym etapie, a ostateczna rola fizjologiczna tych hormonów pozostaje niejasna. Wydaje się, że zakres ich działania jest znacznie szerszy niż tylko metabolizm minerałów. Wiadomo, że geny STC1 i STC2 są aktywne w wielu tkankach (nerki, mózg, jajniki i in.) i reagują na różne bodźce – np. aktywna forma witaminy D (kalcytriol) zwiększa ekspresję STC1, a hamuje STC2 w nerkach. Jak podsumowują badacze, różne studia wskazują na możliwy udział stanniokalcytyn w tak rozmaitych procesach, jak regulacja wapnia, proliferacja i śmierć komórek, zapalenie, stres komórkowy, metabolizm, a nawet rozwój nowotworów – „jednak dokładne funkcje fizjologiczne i szlaki sygnałowe, w które zaangażowane są stanniokalcytyny, pozostają do wyjaśnienia”.
Tymozyna
Tymozyny to grupa peptydowych hormonów wytwarzanych przez grasicę – narząd układu limfatycznego odpowiedzialny za rozwój komórek odpornościowych (limfocytów T). Najlepiej poznaną jest tymozyna alfa 1 – peptyd, który odgrywa istotną rolę w modulowaniu układu immunologicznego. Tymozyna alfa 1 jest naturalnie produkowana w grasicy i od dawna znana z tego, że modyfikuje, wzmacnia i przywraca funkcje odpornościowe. Badania wykazały, że podawanie tymozyny α1 może pobudzać dojrzewanie i aktywność komórek odporności (takich jak limfocyty T, komórki dendrytyczne i NK) oraz zwiększać produkcję cytokin, przez co poprawia odporność u osób z jej niedoborami. Wykorzystano ją już klinicznie jako środek wspomagający odpowiedź na szczepienia oraz w terapii niektórych infekcji i nowotworów – jest zatwierdzona w kilkudziesięciu krajach m.in. w leczeniu wirusowych zapaleń wątroby typu B i C oraz jako immunostymulator.
Historycznie odkrycie tymozyn zrewolucjonizowało rozumienie roli grasicy. W latach 60. XX wieku uznawano grasicę za organ szczątkowy, dopóki prof. Allan Goldstein i współpracownicy z Harvard Medical School nie wyizolowali z niej frakcji białek nazwanych tymozynami. Okazało się, że hormony te mają potężny wpływ na odporność człowieka. Jak wspomina Goldstein, wcześniej lekarze sądzili, że dzieci z wrodzonymi niedoborami odporności skazane są na ciężkie infekcje i wczesną śmierć.
„Okazało się, że choroby u niektórych z tych dzieci wynikały częściowo z faktu, że ich grasica nie funkcjonowała i nie produkowała tych hormonopodobnych cząsteczek (tymozyn)” – ustalił Goldstein. „W związku z tym klinicyści zaczęli interesować się wykorzystaniem tymozyn do modulowania układu odpornościowego”.
Dziś wciąż prowadzi się badania nad jej zastosowaniem – na przykład podczas pandemii COVID-19 sugerowano, że tymozyna α1 może ograniczać tzw. burzę cytokin i poprawiać przebieg choroby u ciężko chorych.
Adropina
Adropina jest stosunkowo niedawno odkrytym hormonem peptydowym – po raz pierwszy opisana została w 2008 roku przez zespół prof. Andrew Butlera z Saint Louis University School of Medicine podczas badań nad tym, jak dieta wpływa na geny metaboliczne. Adropina składa się z 76 aminokwasów i jest wytwarzana głównie w wątrobie oraz w mózgu. Jej poziom zależy od tego, co jemy: np. u szczupłych myszy już krótkotrwała dieta wysokotłuszczowa powodowała wzrost produkcji adropiny w wątrobie, zaś głodówka – spadek. Długotrwała otyłość prowadzi jednak do obniżenia ekspresji tego hormonu, co sugeruje związek adropiny z zaburzeniami metabolicznymi towarzyszącymi otyłości.
Funkcjonalnie adropina działa jak sygnał dopasowujący metabolizm do podaży składników odżywczych. Jej podawanie otyłym myszom poprawia wrażliwość na insulinę, zwiększa tolerancję glukozy, a także zmniejsza stłuszczenie wątroby, mimo braku zmian w apetycie czy masie ciała. Innymi słowy, adropina pomaga organizmowi lepiej wykorzystywać energię i zapobiegać negatywnym skutkom przejadania się tłuszczami. Ze względu na swoje unikalne właściwości, adropina budzi duże nadzieje jako potencjalny cel terapeutyczny w chorobach metabolicznych. Jak twierdzą jej odkrywcy, „adropina może stanowić podstawę do opracowania nowych celów terapeutycznych w leczeniu zaburzeń metabolicznych związanych z otyłością”.
Chociaż od odkrycia tego hormonu minęło zaledwie kilkanaście lat, już pojawiają się dziesiątki publikacji badających jego działanie – od wpływu na pracę serca i naczyń, po możliwą rolę neuroprotekcyjną w mózgu.
Hepcydyna
Hepcydyna to hormon peptydowy odkryty na początku XXI wieku, który okazał się kluczowym regulatorem gospodarki żelaza w organizmie. Jest produkowana głównie w wątrobie jako 25-aminokwasowe białko (hepcydyna-25) i działa jak „strażnik” kontrolujący, ile żelaza dostaje się do krwi. W normalnych warunkach hepcydyna wiąże się z białkiem odpowiedzialnym za uwalnianie żelaza z komórek: ferroportyną – w efekcie blokuje transport żelaza do krwi i powoduje jego magazynowanie w tkankach. Gdy poziom hepcydyny rośnie (np. w przebiegu stanu zapalnego), mniej żelaza wchłania się z jelit i więcej zostaje uwięzione w magazynach, co prowadzi do spadku stężenia żelaza we krwi i może powodować tzw. anemię chorób przewlekłych. Z kolei przy niedoborze hepcydyny (np. w dziedzicznej hemochromatozie) żelazo wchłania się w nadmiarze i dochodzi do jego przeładowania w organizmie.
W istocie odkrycie hepcydyny rozwiązało zagadkę „hormonu regulującego żelazo”, którego długo poszukiwano. Jak ujął to prof. Tomas Ganz, jeden z odkrywców tego peptydu, ludzka hepcydyna okazała się „nowym mediatorem odporności wrodzonej i od dawna poszukiwanym hormonem regulującym gospodarkę żelaza”. Wykryto, że mutacje unieczynniające gen hepcydyny wywołują u ludzi ciężką postać hemochromatozy (choroby spichrzania żelaza). Z drugiej strony nadmierna produkcja tego hormonu pod wpływem przewlekłych stanów zapalnych przyczynia się do anemii towarzyszącej wielu chorobom (np. zakażeniom, nowotworom czy chorobom reumatycznym). Obecnie trwają próby opracowania leków obniżających poziom hepcydyny (by leczyć anemię przewlekłą) lub zwiększających jej działanie (by ograniczyć przeładowanie żelazem).
Motylina
Motylina to hormon peptydowy przewodu pokarmowego odkryty w 1973 roku odgrywający kluczową rolę w regulacji ruchów jelit w trakcie trawienia i między posiłkami. Wydzielana jest przez komórki endokrynne błony śluzowej dwunastnicy i jelita czczego (górny odcinek jelita cienkiego). Odpowiada za koordynację tzw. wędrującego kompleksu mioelektrycznego (MMC) – cyklicznej serii fal skurczów mięśni przewodu pokarmowego, które występują w okresach między trawieniem posiłków. Te rytmiczne skurcze, pojawiające się co 1,5–2 godziny w stanie głodu, nazywane są potocznie „sprzątaczem jelit”, gdyż oczyszczają przewód pokarmowy z resztek pokarmu i bakterii przed kolejnym posiłkiem.
Gdy stężenie motyliny we krwi rośnie, wyzwala ona intensywną serię skurczów mięśni żołądka i jelit, która przemieszcza się w dół przewodu pokarmowego, zamiatając jego zawartość. Co ciekawe, podanie motyliny lub leków ją naśladujących (np. erytromycyny) potrafi wywołać takie „sprzątające” skurcze nawet poza naturalnym cyklem, co znalazło zastosowanie kliniczne w atoniach przewodu pokarmowego.
Najnowsze badania sugerują, że rola motyliny wykracza poza same porządki w jelitach – może ona także sygnalizować naszemu mózgowi uczucie głodu. Zaobserwowano, że u zdrowych osób pojawienie się skurczów wywołanych przez motylinę koreluje z odczuwaniem głodu. Z kolei u osób z otyłością ciężką rytm tych skurczów i wyrzutów motyliny bywa zaburzony. Odkrycie tego powiązania pozwoliło spojrzeć na motylinę jako ogniwo łączące pracę przewodu pokarmowego z regulacją apetytu. Być może w przyszłości modulowanie układu motyliny pomoże w leczeniu zaburzeń łaknienia – to obszar, który dopiero jest eksplorowany.
Enterostatyna
Enterostatyna jest mniej znanym hormonem peptydowym związanym z regulacją apetytu, szczególnie w kontekście spożycia tłuszczów. Została odkryta w latach 80. XX wieku podczas badań nad mechanizmami trawienia tłuszczu. Okazało się wówczas, że trzustka, wydzielając enzymy trawienne, uwalnia również białko prokolipazę, które w świetle jelita jest cięte na dwie części: kolipazę (wspomagającą trawienie tłuszczu) oraz właśnie enterostatynę. To krótki pentapeptyd (składa się z pięciu aminokwasów) działający jako sygnał sytości wysyłany w odpowiedzi na tłusty posiłek.
Po posiłku bogatym w tłuszcz stężenie enterostatyny rośnie – peptyd ten pojawia się w chłonce i krwiobiegu, informując mózg, że organizm otrzymał dawkę tłuszczu. Innymi słowy, jeśli zjemy coś bardzo tłustego, enterostatyna pomaga nam powiedzieć „dość” względem dalszych tłustych przekąsek. Jej anorektyczne (obniżające apetyt) działanie zaobserwowano u wielu gatunków zwierząt doświadczalnych, zarówno po podaniu obwodowym (do krwi), jak i bezpośrednio do mózgu, co wskazuje na istnienie dwóch mechanizmów – sygnału nerwowego z jelit (przekazywanego np. przez nerw błędny do podwzgórza) oraz działania centralnego w mózgu na ośrodki sytości i nagrody. Towarzyszy temu szereg zmian metabolicznych – m.in. obniżenie wydzielania insuliny trzustkowej oraz wzrost aktywności układu współczulnego w tkance brunatnej, co sprzyja spalaniu kalorii w postaci ciepła.
Sugeruje się, że osoby z otyłością mogą mieć zaburzony układ enterostatyny. W badaniach na szczurach stwierdzono, że niektóre szczepy otyłych zwierząt produkują mniej enterostatyny lub są na nią mniej wrażliwe.
