الهرمونات الاسترويدية القشرية الكظرية

بالرغم من اشتراك الهرمونات الاسترويدية القشرية السكرية والملحية في خطوات موحدة أثناء تصنيعها داخل القشرة الكظرية وتقوم أيضاً بوظائف فسيولوجية متشابهة في كثير من الأحيان، إلا أنها تختلف جزئياً في تركيبها الكيميائي. ولأجل معرفة دور هذين المركبين على وظائف الجسم ستقوم بتناولهما بشكل منفصل.

أ) الهرمونات القشرية السكرية "Glucocorticoids" :

1- الوظيفة:

يعتبر الهيدروكسي كورتيزون والكورتيزول اهم الهرمونات السكرية التي تفرزها القشرة الكظرية. يتواجد الهيدروكسي كوريتسون بشكل متزايد في القوارض بينما الكورتيزول هو السائد في الإنسان والخنازير والكلاب. اما بالنسبة للمجترات فإن لها المقدرة على إفراز كميات مناسبة من الهرمونين. في كل الاحوال يعتبر هرمون الكورتيزول الهرمون الاكثر تأثيراً على الوظائف الحيوية بالجسم بما فيها أيض المواد الغذائية (السكريات والبروتين والدهن) والتحكم في عملية حدوث الالتهابات بالجسم بالإضافة إلى دوره في إحداث بعض التغيرات الحيوية الاخرى خاصة عندما يتعرض الجسم إلى الاجهاد وبالتالي فإن هرمون الكورتيزول أصبح من الهرمونات المتعلقة بالاستجابة إلى الاجهاد وأصبح يسمى بهرمون الاجهاد (Stress hormones).

ويمكن تلخيص هذه الوظائف كما يلي:

أيض السكريات:

* يحفز تصنيع الجلوكوز (gluconeogenesis) خاصة في الكبد من مصادر غير سكرية كالدهون والاحماض الدهنية.

* يقلل من استفادة الجسم من الجلوكوز وبالتالي يزيد من تخزين الجلوكوز.

* يزيد من تكوين الجلايكوجين في الانسجة خاصة الكبد.

* يحفز ظهور أعراض الافراط السكري (Hyperglycemia) وزيادة الجلوكوز في البول (Glucose urea) التي من شأنها إثارة حدوث المرض السكري. ولذلك فأن هرمون الكورتيزول في كثير من الاحيان يعرف على أنه لوظيفة هرمون الانسولين.

أيض البروتين:

يؤثر هرمون الكورتيزول سلباً على تصنيع البروتين بالجسم وهو من المركبات التي تساهم في خدم البروتين محدثة بذلك توازناً سلبياً للنيتروجين وذلك بسبب خروج كميات كبيرة من النيتروجين في البول وكذلك حامض اليوريك. نتيجة لهذا الأثر ينخفض معدل النمو وتضعف الأنسجة العضلية وتنخفض مقدرة الحيوان على مقاومة الامراض نظراً لانخفاض معدل إنتاج الاجسام المضادة بالإضافة إلى ظهور زيادة كبيرة في مستوى الاحماض الأمينية التي عادة ما يتم تحويلها إلى جلوكوز.

أيض الدهن:

يقتصر دور هرمون الكورتيزول على تحويل الدهن إلى أحماض دهنية وبالتالي فإنه يعمل على تقليل المخزون الدهني بالجسم بالإضافة إلى تأثيره السلبي على عملية تكوين دهون جديدة. الارتفاع في تركيز الأحماض الدهنية قد يساعد في توليد الطاقة في بعض خلايا الجسم ولكنه  يؤثر سلباً على مقدرة الغشاء الخلوي للاستفادة من الجلوكوز في الدم التي قد تؤدي إلى ظهور الأجسام الكيتونية وبالتالي الإصابة بمرض الكيتوسيس "Ketosis".

مضاد للالتهابات:

يعمل هرمون الكورتيزول على تقليل أثر إصابة الجسم بالالتهابات الناجمة عن الجروح أو الألم بسبب كيميائي أو ميكانيكي أو فسيولوجي وذلك بتخفيف الأعراض الناجمة عن الالتهابات كالارتفاع في درجة الحرارة والانتفاخ والألم من خلال تثبيط استجابة الأنسجة الضامة وذلك عن طريق:

ــ تثبيط نشاط الفايبروبلاست "Fibroblasts". وتكوين الجارنيولوماس "Granulomas".

ــ زيادة الدفع بالخلايا البيضاء المتعادلة والاحادية ناحية مواقع الإصابة.

ــ المحافظة على النشاط الانزيمي داخل الليسوسومات بالأنسجة المصابة وحمايتها من التلف.

ــ الإقلال من انتاج الخلايا الليمفاوية والحامضية.

ــ الإقلال من انتاج الاجسام المضادة.

بالتالي فإن هرمون الكورتيزول أصبح يستخدم طبيا في علاج عديد من الالتهابات المفصلية والجلدية.

بالإضافة إلى هذه الوظائف فأن لهرمون الكورتيزول وظائف عامة أخرى تدخل في تنظيم التوازن الأيوني والاجسام المضادة وتثبيت الأعضاء المستزرعة واستخدامه في علاج أمراض الدورة الدموية (الأوعية الدموية) وتنظيم العصارات الهاضمة في المعدة (زيادة إفراز البيبسين وحامض يد كل) وكذلك في تنظيم بعض التغيرات السلوكية التي تحدث للكائن الحي.

ومن أهم ما تقوم به الهرمونات القشرية السكرية خلال الطور الجنيني هو المساعدة على تطور الرئتين وانتاج المادة المسطحة للرئة (Surfactant) اللازمة لمرونة وحركة الرئتين داخل القفص الصدري خلال الفترة ما بعد الولادة.

آلية عمل الهرمونات القشرية السكرية:

الهرمونات القشرية السكرية من الهرمونات المشتقة من الدهن وبالتالي تؤدي وظيفتها من خلال اتحادها بالمستقبل الخاص داخل السيتوبلازم الخلوي محدثة بذلك تفاعلات حيوية من خلال توصيف النواة للحامض الريبوزي النووي (RNA) لتكوين الانزيمات  لإتمام وظيفة الهرمون حسب نوع الأثر ونوع الاستجابة المطلوبة.

آلية تنظيم إفراز هرمونات القشرة السكرية:

1- العلاقة المحورية بين الجسم تحت السريري والنخامية والقشرة الكظرية:

يخضع إفراز هرمون الكورتيزول بشكل أساسي إلى نشاط الغدة النخامية في إفراز هرمون (ACTH) الذي يخضع لهرمون CRH من الجسم تحت السريري. في غياب ACTH تستطيع الغدة الكظرية إفراز كمية محددة من هرمن الكورتيزول ولكن عندما يتعرض الحيوان إلى اجهاد خارجي |(بيئي او غذائي، او كيميائي ......) او داخلي (اصابة مرضية، التهابات،....) (شكل 1) فإن إفراز هرمون الكورتيزول من القشرة الكظرية يعتمد بشكل رئيسي على ACTH.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على افراز هرمون ACTH وبدورها تؤثر على افراز الكورتيزول أهها العلاقة ما بين مستوى هرمون الكورتيزول في الدم ومستوى إفراز ACTH من النخامية. هناك دلائل واضحة تشير إلى مستوى الكورتيزول في الدم يؤثر سلباً أو إيجاباً على نشاط CRH و ACTH. الزيادة في هرمون الكورتيزول تؤثر سلباً ربما على مستوى الجسم تحت السريري أو على مستوى النخامية مسببة في تخفيض إفراز CRH و ACTH بينما الانخفاض في مستوى الكورتيزول في الدم له أثر إيجابي على المستويين.

بالإضافة إلى ما تحدثه العوامل البيئية في وظيفة القشرة الكظرية فإن دور الساعة الحيوية (Biological Clock) من حيث طول الإضاءة وقصرها أثناء النهار الأثر الفاعل أيضاً على نشاطها في إفراز الكورتيزول. حيث يزداد تركيز الكورتيزول في الحيوانات ذات النشاط الليلي (Nocturnal) كالقوارض مثلاً مع بداية الظلام ثم ينخفض إلى أقل مستوى قبل ظهور النهار. بينما في الحيوانات ذات النشاط النهاري (diurnal) فإن تركيز هذا الهرمون يصل إلى أعلى مستواه خلال ساعات الصباح الباكر ثم ينخفض إلى أدنى مستوى خلال ساعات المساء.

شكل 1: العلاقة المحورية بن الجسم تحت السريري والنخامية والقشرة الكظرية.

الهرمونات الأخرى التي تؤثر على إفراز هرمون الكورتيزول وتؤثر بشكل  إيجابي على إفراز هرمون ACTH من النخامية هي الهيستامين والأنجيوتنسين II.

هناك أسباب مرضية أخرى تنجم عن القصور أو الإفراط في إفراز هرمونات القشرة الكسرية أهمها:

1- مرض الكوشين (Hyper – adrenocorticism) أو (Cushing's disease):

ينتج هذا المرض بسبب إفراط القشرة الكظرية في إفراز هرمون الكورتيزول ربما بسبب إصابة الغدة (عادة ما يكون في منعزل عن أثر ACTH) او الإفراط في إفراز هرمون ACTH من النخامية أو الإفراط في استخدام العقاقير التي تحتوي على الكورتيزول. من الأعراض المصاحبة لهذا المرض زيادة ضغط الدم، زيادة السمنة، ضعف العضلات بالإضافة إلى اضطراب أيضي قد يؤدي في النهاية إلى ظهور أعراض السكري.

2- مرض الاديسون (Addisson's disease = Hypoadrenocorticism): ينتج بسبب القصور في إفراز هرمون الكورتيزول وربما الالدوسترون وهو يظهر بسبب الإصابة بالأمراض المعدية (كالتدرن الرئوي) او اتلاف الجهاز المناعي ومن الأعراض المصاحبة لهذا المرض الإصابة بالأمراض القلبية والوعائية والاسهال والضعف العام.

تأيض الهرمونات القشرية السكرية:

حوالي 10% من الهرمونات القشرة السكرية (الكورتيزول) التي تفرز في الدم تتواجد في شكل حر غير مرتبط. بينما بقية الهرمون في شكل مرتبط مع بروتينات البلازما خاصة الجلوبيولين الرابط للاسترويدات القشرية (Cortico steroid binding globulin "CBG' or Transcortin). يبلغ متوسط نصف عرم الهرمون (t1/2) في الدم حوالي ساعتان.

يتم التخلص من هرمونات القشرة السكرية بعد الانتهاء من وظيفتها بشكل أساسي ن طريق الكبد بعد اتحادها مع حامض الجلوكورونيك (glucuronic) او مع الكبريتات وهي مركبات تذوب في الماء يتم إخراجها في البول (75%) أو البراز (25%) بالإضافة إلى مقدرة الجهاز الهضمي أيضاً على امتصاص بعض من هذه الهرمونات.

ب) الهرمونات القشرية الملحية : Mineral corticoids

بالإضافة إلى الهرمونات القشرية السكرية تقوم الكظرية أيضاً بإفراز هرمونات ضرورية لحياة الحيوان تسمى بالهرمونات القشرية المحلية أهمها هرمون الألدوسترون. ولقد برهنت أهمية القشرة الكظرية على حياة الحيوان، حيث ادى استئصال الجزء القشري من الكظرية إلى موت الحيوان بعد 10-5أيام. وترجع أهمية هذا الجزء بالنسبة للحياة من خلال الخلل الوظيفي الذي نجم بسبب إزالتها إلى:

1- زيادة مستوى البوتاسيوم في السوائل خارج الخلايا.

2- زيادة التخلص من الصوديوم في البول محدثاً بذلك انخفاض ملحوظاً في تركيز الصوديوم في السوائل خارج الخلايا.

3- زيادة حجم الدم والسوائل خارج الخلايا.

4- قصور واضح في وظيفة القلب ادى في بعض الاحيان إلى حدوث صدمة قلبية (heart Shock).

وظيفة الهرمونات القشرية الملحية:

تلعب هرمونات القشرة الملحية خاصة الألدوسترون دوراً هاماً في تنظيم تركيز الاملاح (ص، بو) في الجزء الخارجي من الخلايا . يقوم الهرمون بهذا الدور بشكل واضح على الأنيبيبات الملتفة البعيدة وبدرجة أقل على القنوات الجامعة ولفه هنل " Loope of Henle" بالإضافة إلى أثره على الغدد العرقية واللعابية والقولون وغيرها من خلال تنشيطه لعملية تبادل الصوديوم والبوتاسيوم ما بين الوسط الداخلي والخارجي للخلايا والذي يتم عن طريق:

(1) زيادة إعادة  امتصاص الصوديوم من الأنيبيبات إلى الدم مسبباً في تخفيض معدل فقدان الصوديوم وقد يصاحب ذلك زيادة في إعادة امتصاص الكلور والبيكربونات.

(2)  زيادة اعادة امتصاص الماء من الأنيبيبات إلى الدم مع زيادة حجم السوائل خارج الخلايا وذلك بسبب الاختلاف في الضغط الأسموزي الناجم عن امتصاص الصوديوم. وقد يؤدي ذلك إلى اضطراب في الدورة الدموية والجهاز الوعائي.

زيادة أيونات الصوديوم والكلور والبيكربونات وانخفاض أيونات البوتاسيوم والهيدروجين في السوائل خارج الخلايا عادة ما يصاحبه زيادة في حجم الماء. والزيادة في حجم الماء تؤدى بالتالي إلى حدوث أعراض ما يسمى بالأديما (Edema) و زيادة معدل ضخ الدم والارتفاع في الضغط الشرياني.

(3) زيادة إخراج البوتاسيوم في البول وهي آلية معاكسة لإعادة الصوديوم من خلال إحداث توزن فيما بينهما على طرفي غشاء الخلية وذلك في وجود مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

الإفراط في هرمون الألدوسترون يؤدي إلى ظهور أعراض "القلوية" Alkalosis بسبب زيادة إعادة الصوديوم في السوائل خارج الخلايا في مقابل تحفيز خلايا النيفرون لإفراز وإضافة أيونات الهيدروجين للبول لتحل ممحل الصوديوم المعاد إلى الدم. يتم اختزال أيونات الهيدروجين مباشرة من حامض الكربونيك محدثة بذلك تكوين مركب البيكربونات الذي يتحد مع أيونات الصوديوم مكوناً بيكربونات الصوديوم اتي تعمل على زيادة PH للدم. ولهذا السبب فأن زيادة الالدوسترون عادة ما تسبب ظهور أعراض القلوية بينما النقص في هذا الهرمون قد ينجم عنه ظهور اعراض الحمضية.

نقص هرمون الألدوسترون يعتبر أكثر خطورة على حياة الحيوان وقد يؤدي إلى وفاته. السبب في ذلك يرجع إلى فقدان الجسم لأيونات الصوديوم والكلور والبيكربونات والماء وبالإضافة إلى انخفاض في كل من حجم الدم ومعدل ضخ القلب وضغط الدم وتوقف الدورة الدموية مصحوبة بأعراض الحمضية التي قد تكون كافية للقضاء على حياة الحيوان. إضافة إلى ذلك فإن تركيز البوتاسيوم داخل الخلايا تسبب أيضاً في حدوث تسمم داخل الخلايا.

آلية عمل الهرمونات القشرية الملحية:

يؤدي هرمون الالدوسترون وظيفته كغيره من الهرمونات الدهنية من خلال أتحاده لمستقبلات سيتوبلازيمة خاصة به محدث بذلك تحفيز وظيفة النواة لأجل نسخ وتوصيف DNA لتكوين RNA اللازم لتنشيط الشبكة الاندوبلازمية الخشنة لتصنيع الانزيمات اللازمة لتنفيذ وظيفته على الخلايا المستهدفة.

يتميز هرمون الألدوسترون بأن تأثيره لا يظهر إلا بعد مرور فترة سكون محددة يتم من خلالها تصنيع ما يسمى الألدوسترون المحفز للبروتين (Aldosterone induced protein, AIP) بطلب من RNA المتكون.

لم يتم بشكل كامل تحديد الوظيفة التي يقوم بها هذا البروتين (AIP) إلا أن عدداً من النظريات اقترحت لتفسير وظيفته:

(أ) نظرية توليده لمصدر الطاقة (ATP): يقوم الألدوسترون بتحفيز تصنيع البروتين "AIP" ليقوم بتحفيز تصنيع الطاقة (ATP) اللازمة لمضخة الصوديوم والبوتاسيوم على غشاء الخلية.

(ب) نظرية تكوين أنزيم البرمياز "Permease": يقوم AIP بتحفيز تصنيع هذا الانزيم. وهو من الانزيمات التي يعتقد بأنها تقوم بتوفير مصدر للطاقة يساعد في نقل أيونات الصوديوم.

(ج) نظرية مضخة الصوديوم والبوتاسيوم: يقوم (AIP) بتنشيط نقل الصوديوم عن طريق زيادة كفاءة مضخة الصوديوم والبوتاسيوم الموجودة أو العمل على تخليق عدد من المضخات الأخرى.

يجب الإشارة هنا إلى أن دور الالدوسترون في نقل الصوديوم تتشابه كثيراً مع دور هرمون ADH وتعتبر دعما له إلا أن الخلايا المستهدفة لكليهما ليست واحدة بل متوازية ومكملة لبعضها بعضاً على الأنيبيبات الملتفة البعيدة من نيفرون الكلية.

آلية تنظيم إفراز هرمونات القشرة الملحية:

1- اثر هرمون (ACTH):

بالرغم من وجود بعض الأثر لهرمون (ACTH) على توازن الصوديوم والبوتاسيوم بحكم أثر هرمونات القشرة الكظرية غير المباشر عليها إلا أن الأثر المباشر لهذا الهرمون في الثدييات لم يتضح بشكل واضح عدا بعض التأثيرات السلبية التي قد يسببها عند إضافته بتركيزات عالية. بالتالي فإن إفراز هرمون الألدوسترون في الثدييات لا يخضع للأثر المحوري للجسم تحت السريري (CRH) والفص الأمامي للنخامية (ACTH) كما هو الحالة في هرمونات القشرة السكرية (الكورتيزول). بينما في الطيور نجد أن إفراز هرمون الالدوسترون يخضع بالكامل لتلك العلاقة المحورية.

2- تركيز الصوديوم والبوتاسيوم:

قد يحدث تركيز كل من أيونات الصوديوم والبوتاسيوم في السوائل الجسمية أثراً سلبياً أو إيجابياً على إفراز هرمون الالدوسترون بشكل مباشر على خلايا "الجلوميريولوسا" إلا أن هذا الدور لا يستبعد ارتباطه بدور عمل الرنين ــ أنجيوتنسين (Renin – Angiotensin System) على مستوى الكلية في تحفيز نشاط هرمون الالدوسترون.

3- آلية عمل الرنين ــ أنجيوتنسين:

بالرجوع إلى التركيب التشريحي للنيفرون نلاحظ أنه عند نقطة التقاء الشريان الوارد إلى النيفرون بالكبة (glomerulus) وجود خلايا عضلية ناعمة محببة تسمى "بجهاز جاكستا" (Juxta glomerulus Apparatus – JGA) وهي المصدر الرئيسي للمركب البروتيني المسمى بالرنين (Renin) واللازم لتكوين مركب الأنجيوتنسين المسئول المباشر على إفراز هرمون الألدوسترون.

هناك العديد من العوامل تحفز وتنشط إفراز هرمون الألدوسترون من خلال هذه العلاقة. شكل(2) يوضح بعض العوامل المؤثرة على تنظيم إفراز هرمون الألدوسترون ووظيفته . فمثلاً انخفاض ضغط الدم الوارد إلى محفظة "بومان" بالنيفرون أو انخفاض مستوى كل من الجلوكوز او الصوديوم أو البوتاسيوم والماء تؤدي إلى زيادة إفراز الرنين اللازم لتصنيع

شكل 2: بعض العوامل المؤثرة على تنظيم إفراز هرمون الألدوسترون ووظيفته

الأنجيوتنسين II الذي بدوره يحفز افراز هرمون الالدوسترون من القشرة الكظرية. الزيادة في تركيز الأنجيوتنسين II تعمل على زيادة افراز هرمون الالدوسترون وكذلك زيادة مستوى الجلوكوز مباشرة أو عن طريق تنشيط وظيفة كل من E & NE بالإضافة إلى دوره التثبيطي على الرنين.

يعمل هرمون الالدوسترون على زيادة التخلص من البوتاسيوم وإعادة امتصاص كل من الصوديوم والماء بالإضافة إلى زيادة تقلص عضلات القلب وزيادة الضغط الشرياني . زيادة تركيز الصوديوم وانخفاض تركيز البوتاسيوم وزيادة حجم الدم تعمل جميعها على تثبيط إفراز هرمون الالدوسترون.

يمكن تصور دور عمل الرنين و الأنجيوتنسين في تنظيم افراز هرمون الألدوسترون من خلال تتبع الخطوات التالية (شكل 3):

1- انخفاض ضغط الدم (وهو العامل المحدد) يؤثر على المستقبلات الموجودة على جهاز جاكستا بالنيفرون (الشريان الوارد).

2- تقوم خلايا جاكستا بإفراز الرنين.

3- يقوم الرنين بتحرير بروتين (α – 2 – globulin) وهو عبارة عن المادة الخام التي يستطيع الرنين العمل بواسطتها ومن خلالها (Renin – Substrate) وهي تسمى أيضاً بالأنجيوتنسين الخامل (Pro – angiotensin) التي يتم تحويلها بعدئذ إلى مركب كيميائي يسمى بالأنجيوتنسين  I  (Angiotensin I = Agl).

4- يتم تحويل الأنجيوتنسين I (Ag I) إلى أنجيوتنسين II (Ag II) بواسطة إنزيمات تفرز من الرئتين والكليتين وربما من انسجة متخصصة أخرى.

يقوم هرمون الأنجيوتنسين II بوظيفتان هامتان:

1) يؤثر على جهاز جاستكا من خلال تضييق الشريان الوارد  وزيادة الضغط فيه.

ب) يؤثر على خلايا "الجلومريلوسا" بالقشرة الكظرية ليحفز إفراز الالدوسترون الذي يعمل على زيادة إعادة الصوديوم والماء من البول إلى الخلايا الجسمية وزيادة طرد البوتاسيوم محدثاً بذلك زيادة في حجم الدم وضغطه الذي يؤثر بعد ذلك سلباً عن إفراز الرنين من خلايا جاكستا.

شكل 3: آلية عمل الرنين ــ أنجيوتنسين وتنظيمها لإفراز الألدوسترون

ومن العوامل المؤثرة على إفراز الرنين يمكن إيجازها في الجدول (1).

جدول 1: العوامل المؤثرة على إفراز الرنين

المصدر

القماطي ، احمد المجدوب (2005) . الغدد الصم وهرموناتها . كلية الزراعة . جامعة الفاتح .