Sostanze messaggere

Sostanze messaggere sono sostanze segnale che servono a trasmettere segnali e informazioni tra organismi o tra le cellule di un organismo. Le sostanze segnale svolgono diverse funzioni. I disturbi nella trasmissione del segnale all'interno di un organismo possono portare a notevoli problemi di salute.

Cosa sono le sostanze messaggere?

Le sostanze messaggere rappresentano sostanze chimiche diversamente strutturate che trasmettono segnali in modi diversi tra gli organismi o tra le cellule di un organismo. Queste sono sostanze o gruppi di sostanze chimicamente completamente differenti. Di solito sono classificati in base alla loro funzione o effetto. Ci sono transizioni fluide nella classificazione, che sono spesso molto arbitrarie.

I composti che svolgono funzioni simili possono avere strutture chimiche completamente diverse. Ogni organismo, indipendentemente dal fatto che sia una pianta, un animale o un essere umano, invia sostanze messaggere e contemporaneamente riceve anche sostanze messaggere. Lo stesso vale per ogni cellula all'interno di un organismo. Per quanto riguarda la loro funzione, le sostanze messaggere si distinguono in ormoni, kairomoni, neurotrasmettitori, paraormoni, feromoni o fitormoni. A seconda della modalità di azione, vengono differenziate anche le sostanze segnale intra e interspecifiche.

Le sostanze messaggere intraspecifiche scambiano informazioni all'interno della specie, mentre le sostanze segnale interspecifiche sono responsabili della comunicazione tra le specie. I principi attivi intraspecifici sono chiamati feromoni. Le sostanze messaggere interspecifiche sono note come sostanze allochemiche. Tuttavia, i feromoni e gli allochimici costituiscono solo la parte delle sostanze di segnalazione che causano la comunicazione tra gli organismi. Ormoni e neurotrasmettitori, a loro volta, trasmettono segnali tra le cellule o anche all'interno delle cellule di un organismo.

Anatomia e struttura

Gli ormoni sono tra le più importanti sostanze messaggere dell'organismo. Controllano i processi metabolici nel corpo. In tal modo, vengono trasferiti da una cellula all'altra o vengono trasferiti da un organo produttore di ormoni (ghiandola endocrina) a un organo bersaglio attraverso il sangue o il siero. Ci sono anche ormoni che agiscono all'interno della cellula in cui vengono prodotti. Ciò che tutti gli ormoni hanno in comune è l'esercizio delle funzioni di controllo e regolazione all'interno dell'organismo.

Chimicamente sono completamente eterogenei. Esistono, tra le altre cose, ormoni steroidei, ormoni simili agli steroidi, ormoni peptidici e ormoni con una struttura chimica diversa. I paraormoni, d'altra parte, controllano le funzioni del corpo, ma non soddisfano tutti i criteri per gli ormoni. I paraormoni includono, ad esempio, l'anidride carbonica, che è coinvolta nel controllo delle funzioni respiratorie. Un altro gruppo di importanti sostanze messaggere sono i neurotrasmettitori, sono le sostanze segnale del sistema nervoso e sviluppano il loro effetto legandosi ai cosiddetti recettori.

Il loro effetto è limitato alle cellule nervose. I feromoni come un ulteriore gruppo di sostanze segnale vengono emessi da un organismo e ricevuti di nuovo da un organismo della stessa specie. Gli allochimici sono sostanze messaggere che vengono emesse da un organismo e ricevute da un organismo di un'altra specie.

Funzioni e compiti

L'unica proprietà comune di tutte le sostanze messaggere è la loro funzione di trasmettere informazioni e quindi innescare reazioni a destinazione. Tuttavia, la forma di trasmissione delle informazioni e la struttura chimica delle sostanze segnale differiscono in modo significativo. Gli ormoni hanno il compito di guidare e controllare i processi metabolici e i meccanismi regolatori all'interno dell'organismo.

Sono in gran parte responsabili della funzione dei singoli organi. Tra le altre cose, regolano la crescita, l'equilibrio minerale, il livello di zucchero nel sangue, le funzioni sessuali, il metabolismo energetico e persino la funzione di altri ormoni all'interno dell'organismo. I neurotrasmettitori hanno un effetto localizzato sul sistema nervoso. Eccitano e inibiscono le cellule nervose e assicurano la trasmissione degli stimoli. Sviluppano il loro effetto agganciandosi a speciali recettori.

Tra le altre cose, generano sentimenti di felicità, sopprimono il dolore o generano reazioni a determinati stimoli. I neurotrasmettitori ben noti sono le endorfine o le citochine. I feromoni a loro volta controllano il comportamento degli organismi di una specie e, tra le altre cose, influenzano anche il modo in cui le persone vivono insieme. La simpatia e l'antipatia si sviluppano anche sulla base dei feromoni. Gli allochimici sono sostanze messaggere che influenzano il comportamento di organismi di specie diverse.

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Malattie

A causa delle diverse funzioni delle sostanze messaggere, i disturbi nella loro interazione possono causare seri problemi di salute. Le disregolazioni nel sistema ormonale in particolare portano a malattie correlate agli ormoni. Il funzionamento eccessivo o insufficiente dei singoli organi endocrini sviluppa sintomi tipici. Questo è il modo in cui l'insulina regola il livello di zucchero nel sangue. Una mancanza di insulina porta al diabete mellito.

La tiroide produce gli ormoni tiroidei tiroxina e triiodotironina. Regolano il metabolismo energetico. Con una tiroide iperattiva, il metabolismo accelera notevolmente, mentre una tiroide iperattiva porta ad un rallentamento del metabolismo con sviluppo di depressione, stanchezza e scarso rendimento. Se la corteccia surrenale produce troppo cortisolo, compaiono i sintomi tipici della sindrome di Cushing con obesità del tronco, luna piena, aumento dei livelli di zucchero nel sangue e un sistema immunitario indebolito.

Se anche organi di livello superiore del sistema endocrino si ammalano, il decorso della malattia è spesso complesso a causa del fallimento di più ormoni contemporaneamente. Un tipico esempio è il panipopituitarismo. La ghiandola pituitaria anteriore si ammala e tutti e sette gli ormoni che si formano possono fallire. Se la ghiandola pituitaria della madre viene distrutta durante il parto, si sviluppa la sindrome di Sheehan. Non è solo una carenza o un eccesso di ormoni che può portare alla malattia.

Anche le disregolazioni nella funzione dei neurotrasmettitori sono spesso causa di gravi malattie. Questi sono principalmente disturbi neurologici o psicologici. La depressione è spesso causata da una mancanza di dopamina. Anche il suo legame ai recettori può essere disturbato. D'altra parte, la disregolazione dei neurotrasmettitori può anche causare malattie come il Parkinson o l'epilessia.