חפש רק בנושא זה






לכל הורמון יש כתובת

המערכת ההורמונלית היא מערכת מרתקת. אם גופנו הוא תיאטרון בובות - ההורמונים הם החוטים שמפעילים את הבובות. ד"ר רותי פילץ-בורשטיין מסבירה במה בדיוק מדובר. פורסם לראשונה במגזין "דינמי", גיליון מס' 12, אוגוסט 2005
  21/10/05


"הרגשתי את האדרנלין זורם בדם...", " התחלת לקחת הורמונים?", "ההורמונים משתוללים אצלו..." – מהם אותם שדונים קטנים שמתרוצצים בגופנו ושולטים בעצם בכל מה שקורה לנו?

 

הורמון הוא אות כימי המיוצר ומופרש מבלוטות הורמונליות ומשפיע על איברים ורקמות הפזורים בכל חלקי הגוף ונקראים "תאי מטרה". את הדרך מ"בית היוצר", הבלוטה ההורמונלית, ועד לתא המטרה עושה ההורמון באמצעות מחזור הדם.

 

שבע בלוטות הורמונליות מפרישות עשרות הורמונים, שנעים ליעדים שונים (ראה איור), ורבים נוספים בוודאי יתגלו בעתיד. כיצד נבטיח שכל הורמון אכן ישפיע על תא המטרה שאליו הוא ממוען, ועליו בלבד?

 

 

תיאום כוונות

 

גוף האדם צויד במערכת מתוחכמת של סינון ובקרה. לכל תא בגוף 2,000 עד 10,000 קולטנים (רצפטורים), שנועדו לקלוט ולקשור אליהם את ההורמון המגיע עם זרם הדם. לכל הורמון קולטן ספציפי, המתאים לו במבנהו ורק לו, כדוגמת ההתאמה שבין מנעול (הקולטן) לבין מפתח (ההורמון). כדי שההורמון יבצע את תפקידו הביולוגי וישפיע על המתרחש בתוך התא, המולקולה, כלומר ההורמון, חייבת להיקשר לקולטן. רק התקשרות מוצלחת תביא לתגובת השרשרת הידועה כתגובה הורמונלית.

 

הרכב המולקולה, כלומר החומר שממנו בנוי ההורמון, מגדיר את מקום הקישור שלו. מבחינים בשתי קטגוריות: 1) הורמונים שבסיסם חלבון - אלה אינם מסיסים בשומן ואינם חודרים את מעטפת התא. הם נקשרים לקולטן הממוקם על פני הממברנה (קרום התא); 2) הורמונים שבסיסם שומן - ידועים בשם סטרואידים, חודרים את מעטפת התא ונקשרים לקולטן הנמצא בתוך התא.

 

 

פיקוח ובקרה

 

מערך הבקרה על הפרשת ההורמונים מהבלוטות האנדוקריניות הוא אחד המנגנונים המתוחכמים והרגישים בגופנו. ההורמונים מופרשים ב"התפרצויות" קצרות וריכוזם במחזור הדם משתנה בטווחי זמן של שעות ודקות. מבין ההורמונים יש המופרשים על-פי מחזוריות יומית - למשל קורטיזול והורמון הגדילה; אחרים פועלים על-פי מחזוריות חודשית, כמו אסטרוגן, פרוגסטרון (הורמוני המין של האשה); הורמונים נוספים מגיבים לארוחה דשנה,  דוגמת אינסולין; הורמוני דחק מגיבים למצבי חירום - ביניהם אדרנלין, קורטיזול ואחרים. למרבית ההורמונים מספר תפקידים, והם פועלים מול מספר רקמות מטרה. תפקידה העיקרי של המערכת ההורמונלית הוא להתאים את פעולותיהן של המערכות השונות לצרכים המשתנים של הגוף, להשיג הומיאוסטזיס - מצב יציב - מיד עם תום המשימה.

 

אותה בקרה מתוחכמת על תזמון וקצב הפרשת ההורמונים מתקיימת במנגנון של משוב שלילי (negative feedback) באופן הבא: הפרשה של הורמון גורמת לשינוי ספציפי, והשינוי שמתרחש מעכב הפרשה נוספת של ההורמון. המנגנון דומה לפעילות של תרמוסטט: כאשר טמפרטורות החדר יורדות מתחת לנקודת הייחוס, התרמוסטט מאותת להפעלה של ייצור חום. כאשר הטמפרטורה חוזרת לנקודת הוויסות, התרמוסטט מאותת להפסקה בייצור החום. כך גם בגופנו: הפרשה של הורמון ספציפי מופעלת ומופסקת כתוצאה מ"איתות" המתקבל על-ידי שינויים פיזיולוגיים, כלומר על-ידי הפרה והחזרה של הומיאוסטזיס.

ההורמונים נמצאים במחזור הדם בכמויות מזעריות המבוטאות במיקרו-יחידות. ההשפעה הביולוגית של כל הורמון היא תוצר משולב של ריכוז ההורמון בדם, מספר הקולטנים על פני התא ויכולת הקולטן לקשור אליו את המולקולה, כלומר רגישות הקולטן להורמון.

 

המערכת ההורמונלית היא מערכת מרתקת. אם נדַמה את כל הפעולות של גופנו לתיאטרון בובות, ההורמונים הם אותם חוטים המפעילים את הבובות מאחורי הקלעים.

 

 

שניים מתוך עשרות

 

מאמר זה ידון בשניים מתוך עשרות הורמונים, ויתאר אותם בהקשר של מאמץ גופני.

 

אינסולין:


אינסולין הוא חלבון המופרש מתאים ספציפיים, "תאי בתא" המצויים בלבלב, ותפקידו העיקרי הוא בקרה של רמת הגלוקוז (סוכר) בדם. כאשר ריכוז הגלוקוז בדם עולה, למשל לאחר ארוחת פחמימות, הלבלב מקבל איתות הגורם לו להפריש אינסולין למחזור הדם. הפרשת אינסולין מאפשרת קליטה של גלוקוז בתאים, בעיקר בתאי שריר, ויצירה של גליקוגן, שהוא צורת האגירה של הגלוקוז ברקמת השריר.

 

האינסולין משתייך למשפחת ההורמונים האנבוליים - "הורמונים בונים". הוא מזרז קליטה של מקורות אנרגיה ואגירתם ברקמות. זאת בשונה מהורמונים קטבוליים - הורמונים מפרקים שבהם נדון בהמשך. הקשר בין הפעילות הביולוגית של האינסולין לבין פעילות גופנית מוכח כיום במאות מחקרים. פעילות גופנית אירובית, ועל-פי מספר עבודות גם עבודה לפיתוח כוח מול התנגדות, משפיעות על קולטנֵי האינסולין הנמצאים על פני ממברנת התא. יכולת הקישור של הקולטן משתפרת בתגובה למאמץ גופני, ולכן כמות האינסולין המופרשת מהלבלב קטֵנה. שהרי, כפי שהוסבר, ההשפעה הביולוגית של ההורמון היא תוצר משולב של ריכוז ההורמון בדם ושל יכולת הקישור, כלומר רגישות הקולטן להורמון. כאשר רגישות הקולטן עולה, די בכמות קטנה של ההורמון כדי להשיג אפקט ביולוגי רצוי.

 

בעת מאמץ גופני, כאשר הצרכים האנרגטיים גוברים, השריר הפועל נזקק, בין השאר, לכמות מוגברת של גלוקוז. כמות הגלוקוז המופרשת מהכבד מוגדרת על-ידי עצמת המאמץ ומשכו באופן שהפרשת הגלוקוז עולה ביחס ישר לעצמת המאמץ. כזכור, גלוקוז נאגר ברקמת השריר והכבד בצורת גליקוגן, וכדי שישמש אבן בניין ליצירת אנרגיה, עליו להתפרק ולהשתחרר כגלוקוז. אולם שחרור הגלוקוז למחזור הדם הוא רק השלב הראשון בתהליך. אחריו יש להבטיח קליטה של הגלוקוז על-ידי תא השריר. שלב זה נמצא באחריותו של האינסולין: הגלוקוז מוסע אל השריר באמצעות מחזור הדם, האינסולין מאפשר את קליטתו בתא השריר.

 

אם כך, היינו מצפים כי בעת מאמץ גופני, כאשר הדרישה לגלוקוז גוברת, יעלה גם קצב הפרשת האינסולין וריכוזו בדם. באופן מפתיע ריכוז האינסולין בזמן מאמץ תת-מרבי מתמשך יורד, ובמקביל חלה עלייה בקליטת הגלוקוז בשריר. הפרדוקס, לכאורה, מוסבר בהתייעלות הקולטנים לאינסולין, שתרומתם לסך כל התהליך אינה נופלת מזו של ריכוז ההורמון עצמו.

 

ההשפעה המיטיבה שיש למאמץ גופני על פעילות הקולטנים, ידועה במונח הפיזיולוגי  "lnsulin-like effect of exercise", כלומר "אפקט דמוי אינסולין של מאמץ". כלומר, בתגובה למאמץ עולה מספר הקולטנים שעל פני הממברנה ועולה יכולת הקישור שלהם להורמון. לכן די בכמות קטנה יחסית של אינסולין לקליטת גלוקוז בתא.

 

בהיעדר בקרה זאת היתה הפרשת אינסולין ביֶתר נוגדת פעילות של הורמונים אחרים (גלוקגון, אפינפרין, קורטיזול), המעודדים פירוק גליקוגן והפרשת גלוקוז מהמאגרים.

קשר זה בין פעילות גופנית לבין בקרה של רמת הגלוקוז ידוע זה אלפי שנים. ברפואה המצרית הקדומה כתוב: "מי שהשתן שלו מתוק, שילך ויעשה עבודה...".

 

כיום פעילות גופנית היא מרכיב קבוע בפרוטוקול הטיפול בחולי סוכרת, הן חולי סוכרת מטיפוס I (חוסר אינסולין על רקע פגם בתאי-בתא בלבלב), והן סוכרת מטיפוס II (פגם ברקמת המטרה, המתבטא בליקוי ביכולת הקישור של הקולטן להורמון). כמות האינסולין הדרושה פוחתת, בין שמדובר באינסולין אנדוגני, המיוצר באופן עצמאי בלבלב, ובין אם באינסולין אקסוגני, הניתן ממקור חיצוני בהזרקה. חשוב להדגיש כי חולי סוכרת הפונים לפעילות גופנית חייבים להיות בקשר עם הרופא והתזונאי כדי לאזן מחדש את מינון הטיפול התרופתי, התזונה והפעילות על מנת להבטיח רמת גלוקוז תקינה במהלך הפעילות ואחריה.


קורטיזול:

 

התאמה של רמת הגלוקוז לצרכים האנרגטיים המשתנים במאמץ היא תוצר של שיתוף פעולה מופלא בין מספר הורמונים. מול הפעילות האוגרת והבונה של האינסולין פועלת קבוצה מפרקת, משחררת, של הורמונים אשר דואגים להספקה של אנרגיה זמינה, על-פי דרישת השריר במאמץ. לקבוצה זו משתייכת משפחת הגלוקוקורטיקואידים, המופרשים מבלוטת יותרת-הכליה (Adrenal Cortex); הדיון יוקדש להורמון הידוע מתוך קבוצה זו -  בקורטיזול.

 

הורמונים גלוקוקורטיקואידים נחשבים ל"תומכי החיים". הם אחראים לשינויים מטבוליים ופיזיולוגיים המאפשרים לנו להתמודד עם מצבי דחק שונים.

 

קורטיזול מופרש על-פי מחזוריות יומית, כששיא ההפרשה נצפית בשעות הבוקר המוקדמות. במהלך היממה נצפות 15-7 "התפרצויות" נוספות של קורטיזול בתגובה לארוחות, למאמץ גופני ולמצבי דחק שונים.

 

העלייה בהפרשת קורטיזול נצפית בעיקר במאמץ בעוצמה שמעל 90-80% מהיכולת המרבית של המתאמן.

 

לקורטיזול מספר תפקידים הן בנתיב המטבולי, הן בשמירה על לחץ דם תקין והן בנתיב החיסוני.

 

בתפקידו כ"מזמן" מקורות אנרגיה לשריר במאמץ פועל הקורטיזול כאנטגוניסט (פועל פעולה  נוגדת) לאינסולין. כזכור, האינסולין אוגר ואילו הקורטיזול מפרק ומנייד. כפי שצוין, במהלך מאמץ יורד ריכוז האינסולין בדם ובכך הוא "מפנה את הבמה" להשפעות המטבוליות של הקורטיזול ושל הורמונים קטבוליים (מפרקים) אחרים.

 

כך, למשל, הירידה בריכוז האינסולין מאפשרת שחרור וניוד חומצות שומן חופשיות המשמשות כמקור אנרגיה יעיל לשרירים בעת מאמץ אירובי תת-מרבי. קורטיזול אחראי גם לפירוק חלבונים ולשחרור חומצות אמינו המשמשות בכבד ליצירה מחדש של גלוקוז ממקורות שאינם פחמימות, תהליך הידוע כגלוקונאוגנזה.

 

מאמץ גופני ידוע בעיקר בהשפעה האנבולית שלו, כלומר כגורם המזרז בניית שריר. אולם לעתים נלווה למאמץ נזק רקמתי. גם לכך מתגייס הקורטיזול: במאמץ עצים, המוגדר על-ידי הגוף כמצב חירום, משמשות אותן חומצות אמינו לא רק כמקור אנרגיה, אלא גם ליצירה מחדש של חלבונים לאיחוי פציעות ול"תיקון" רקמות שנפגעו.

 

מאמץ גופני גורם באופן פרדוקסלי לגירוי מחד ולדיכוי מאידך של מערכת החיסון. מחקרים מדווחים כי פעילות מתונה בטווח של 60-40% מהיכולת המרבית גורמת לגירוי של הפעילות החיסונית, ואילו פעילות בעצמה של 90-80% מהיכולת המרבית גורמת לדיכוי המערכת. דיכוי התגובה החיסונית משויך בעיקר לעלייה בריכוז הקורטיזול במאמץ.

בתגובה לתהליכים דלקתיים המתפתחים בגוף, הקורטיזול ידוע בהשפעה האנטי-דלקתית שלו, המושגת באמצעות דיכוי גורמים פרו-דלקתיים, ציטוקינים, וביכולת שלו להפחית את מידת החדירות של כלי הדם לכניסה של לויקוציטים.

 

אימון-יתר גורם להפרעה בתפקוד התקין של המערכת ההורמונלית. שיבוש זה בא לידי ביטוי, בין השאר, בעלייה בריכוז הקורטיזול בדם ובשינוי היחס שבין קורטיזול לטסטוסטרון, הורמון המין הגברי. היחס בין שני הורמונים אלה משקף את מידת התהליכים האנבוליים. לפיכך, שינוי ביחס מהווה סממן חשוב ואולי גורם למצב של אימון-יתר. ירידה בריכוז הטסטוסטרון במקביל לעלייה בריכוז הקורטיזול הן אינדיקציה להאצה של תהליכים קטבוליים בהשוואה לתהליכים אנבוליים. התוצאה היא פירוק חלבונים ואיבוד מסת שריר, החיונית כל כך להמשך הפעילות הספורטיבית.

 

מאמר זה סקר את עקרונות הפעולה של המערכת ההורמונלית, והביא כדוגמה שניים מתוך עשרות הורמונים - אינסולין וקורטיזול - שפעילותם רלוונטית למאמץ גופני. מאמץ גופני נתפס כ"מצב חירום", וככזה הוא מצריך גיוס של כל מערכות הגוף. מאמץ גופני הוא התוצר הסופי המתקבל תוך תיאום מדויק בין המערכות המרכזיות: מערכת הנשימה, הלב, כלי הדם, מערכת ויסות החום והנוזלים, פירוק וניצול מקורות אנרגיה, והתוצאה - עבודת השרירים. הסינכרוניזציה בין כל המערכות האלה מבוקרת באמצעות תקשורת מורכבת ומתוחכמת של מערכת העצבים והמערכת ההורמונלית. האיזון העדין בפעילותם של ההורמונים השונים הוא שמבטיח תפקוד תקין של המערכות במצבי דחק שונים, כדוגמת מאמץ גופני, והוא שמבטיח את החזרה להומיאוסטזיס, מצב יציב, שאליו שואף הגוף לחזור מיד עם תום המשימה.


ד"ר רותי פילץ-בורשטיין - מנהלת המרכז לרפואת ספורט ולמחקר ע"ש ריבשטיין במכון וינגייט

 

 

 



תגובות הוסף תגובה
1.מאמץ יתרelana kind27/10/05
2.מאמר יפה מאוד, מסביר היטב. (לת)יעקב30/08/16
הכנס הלאומי למדעי האימון התחרותי: מכירת הכרטיסים וההרשמה לסדנאות בעיצומה

אליפות אירופה בבריכות קצרות: אנסטסיה גורבנקו סיימה במקום ה-7 בגמר משחה ה-400 מ' מ.א בתוצאה 4:37:92 ד'

מקום 8 ליעקב טומרקין בגמר ה-200 מ' גב בתוצאה 1:53:00 דקות באליפות אירופה בבריכות קצרות

במרוץ לטוקיו: גילי כהן, גפן פרימו, שירה ראשוני, גילי שריר, תמנע נלסון לוי, ענבל שמש ורז הרשקו תשתתפנה בטורניר המסטארס בסין שייפתח ב-12.12.19

שיא ישראל לרביעיית השליחים: מירון חירותי, מרקוס שלזינגר, תומר פרנקל וגל גרומי כהן ב-50*4 חופשי בתוצאה 1:26:90 דקות באליפות אירופה בבריכות קצרות בגלאזגו

רץ המרתון איימרו עלמיה, קבע את הקריטריון האולימפי לטוקיו 2020 כשסיים את מרתון ולנסיה בתוצאה 2:11:02 שעות