Układ hormonalny: gruczoły dokrewne, hormony i regulacja
Podstawa programowa wymaga, żebyś umiał wyjaśnić, jak hormony wpływają na komórki docelowe, wskazać gruczoły dokrewne i ich hormony, opisać nadrzędną rolę podwzgórza i przysadki oraz mechanizm sprzężenia zwrotnego ujemnego. Tak przygotujesz się do tej części matury z biologii na poziomie rozszerzonym.
Na maturze 2023–2026: w 2 z 4 sesji – 2024 (zadania 11, 13.1 i 13.2), 2025 (zadania 12.2, 12.3 i 12.4).
W skrócie
najważniejsze w kilku zdaniach
Hormon działa tylko na komórki docelowe, które mają dla niego receptor: hormony steroidowe wiążą receptor wewnątrz komórki, a niesteroidowe – receptor w błonie.
Gruczoły dokrewne nie mają przewodów: wydzielają hormony prosto do krwi. Najważniejsze to podwzgórze, przysadka, tarczyca, przytarczyce, nadnercza, trzustka i gonady.
Podwzgórze steruje przysadką, a przysadka wieloma gruczołami. Wzrost stężenia hormonu końcowego hamuje wcześniejsze ogniwa osi – to sprzężenie zwrotne ujemne.
Antagonistyczne pary hormonów utrzymują stały poziom glukozy i wapnia we krwi.
Adrenalina i kortyzol uruchamiają reakcję na stres; hormony tarczycy i hormon wzrostu regulują metabolizm i wzrost.
Egzamin maturalny z biologii na poziomie rozszerzonym trwa 180 minut; za cały arkusz można uzyskać 60 punktów. Zadania są pogrupowane w wiązki wokół wspólnego materiału — tekstu, tabeli, wykresu, schematu lub opisu doświadczenia. Zadania zamknięte (wielokrotnego wyboru, prawda–fałsz, na dobieranie) dają około 30 % punktów, zadania otwarte (z luką, krótkiej odpowiedzi) — około 70 %. Zadania sprawdzają wymagania podstawy programowej z 2024 r.
Hormony i komórki docelowe
Hormon to substancja wydzielana przez komórki gruczołu do krwi, która zmienia czynność innych komórek. Rozpoznają go tylko komórki docelowe – te, które mają odpowiedni receptor. Dlatego to samo stężenie hormonu we krwi wpływa na jedne tkanki, a inne pozostawia obojętnymi.
Hormony steroidowe (kortyzol, aldosteron, hormony płciowe) powstają z cholesterolu i rozpuszczają się w tłuszczach, więc przenikają przez błonę komórkową. Ich receptor leży w cytoplazmie lub w jądrze, a kompleks hormon – receptor zmienia ekspresję genów. Efekt pojawia się wolniej, ale utrzymuje się dłużej.
Hormony niesteroidowe to pochodne aminokwasów (adrenalina) i hormony peptydowe (insulina, glukagon, hormony przysadki). Rozpuszczają się w wodzie i nie wchodzą do komórki. Wiążą się z receptorem w błonie, który uruchamia wewnątrzkomórkowe przekaźniki, np. cAMP, i zmienia aktywność enzymów. Zwróć uwagę na wyjątek: hormony tarczycy to pochodne aminokwasu, a mają receptor wewnątrz komórki.
Cecha
Hormony steroidowe
Hormony niesteroidowe
Przykłady
kortyzol, aldosteron
adrenalina, insulina
Rozpuszczalność
w tłuszczach
w wodzie
Receptor
w cytoplazmie lub jądrze
w błonie komórkowej
Sposób działania
zmiana ekspresji genów
przekaźniki wtórne, zmiana aktywności białek
Gruczoły dokrewne: gdzie leżą i co wydzielają
Podwzgórze i przysadka leżą w mózgowiu, u jego podstawy. Tarczyca otacza z przodu tchawicę na szyi, a cztery małe przytarczyce przylegają do jej tylnej powierzchni. Nadnercza tworzą czapeczki na górnych biegunach nerek, trzustka leży za żołądkiem, a gonady, czyli jajniki i jądra, w jamie brzusznej lub w mosznie. Każdy gruczoł ma swoje hormony – zapamiętaj je razem z działaniem.
Gruczoł
Hormony
Działanie
Podwzgórze
hormony uwalniające i hamujące
sterują przednim płatem przysadki
Przysadka, płat przedni
GH, TSH, ACTH, FSH, LH, prolaktyna
wzrost, pobudzanie gruczołów, mleko
Przysadka, płat tylny
ADH, oksytocyna (wytworzone w podwzgórzu)
zatrzymanie wody; skurcze macicy
Tarczyca
T3 i T4; kalcytonina
tempo metabolizmu; obniża Ca²⁺
Przytarczyce
parathormon
podnosi stężenie Ca²⁺
Nadnercza, kora
kortyzol, aldosteron
glukoza; równowaga Na⁺ i K⁺
Nadnercza, rdzeń
adrenalina, noradrenalina
reakcja na stres
Trzustka
insulina, glukagon
obniża i podnosi glukozę
Gonady
testosteron; estrogeny, progesteron
cechy płciowe, cykl
Podwzgórze, przysadka i sprzężenie zwrotne ujemne
Układ nerwowy i hormonalny działają razem. Podwzgórze odbiera informacje z mózgu i z krwi, a swoje polecenia wysyła hormonami uwalniającymi do przedniego płata przysadki. Przysadka odpowiada hormonami tropowymi, np. TSH i ACTH, które pobudzają tarczycę i korę nadnerczy. Płat tylny przysadki tylko magazynuje i uwalnia hormony wytworzone w podwzgórzu.
Oś kończy się hormonem gruczołu docelowego. Gdy jego stężenie rośnie, hamuje on podwzgórze i przysadkę, więc ich hormony są wydzielane rzadziej. Gdy stężenie spada, hamowanie słabnie. To sprzężenie zwrotne ujemne: skutek działania układu zmniejsza jego przyczynę i stężenie wraca do normy. Tak działają osie tarczycy, kory nadnerczy i gonad.
Antagonizm hormonów: glukoza i wapń
Antagonistyczne hormony działają przeciwnie i wspólnie utrzymują stałą wartość. Gdy po posiłku glukozy przybywa, komórki β wysp trzustki wydzielają insulinę: komórki pobierają glukozę, a wątroba i mięśnie magazynują ją jako glikogen. Gdy glukozy brakuje, komórki α wydzielają glukagon, który pobudza wątrobę do rozkładu glikogenu i do glukoneogenezy.
Podobnie jest z wapniem. Parathormon z przytarczyc zwiększa jego stężenie we krwi: uwalnia wapń z kości i zmniejsza jego utratę w nerkach. Kalcytonina z tarczycy działa odwrotnie i ogranicza uwalnianie wapnia z kości. Każdy z tych hormonów jest wydzielany pod wpływem zmiany stężenia substancji, którą reguluje.
Regulowana wielkość
Hormon obniżający
Hormon podwyższający
Stężenie glukozy
insulina (trzustka)
glukagon (trzustka)
Stężenie Ca²⁺
kalcytonina (tarczyca)
parathormon (przytarczyce)
Stres, wzrost, metabolizm i hormony tkankowe
W stresie najpierw działa rdzeń nadnerczy: pobudzony przez nerwy współczulne wydziela adrenalinę, która przyspiesza pracę serca i podnosi poziom glukozy. Wolniej odpowiada kora nadnerczy – podwzgórze i przysadka (ACTH) pobudzają ją do wydzielania kortyzolu, który zwiększa stężenie glukozy i hamuje stan zapalny.
Hormon wzrostu (GH) z przedniego płata przysadki pobudza wzrost i syntezę białek; jego niedobór w dzieciństwie ogranicza wzrost, a nadmiar go nadmiernie zwiększa. Hormony tarczycy wyznaczają podstawowe tempo metabolizmu. Niedoczynność tarczycy je spowalnia: przybywa masy ciała, rośnie wrażliwość na zimno. Nadczynność je przyspiesza, a masa ciała spada.
Hormony tkankowe wytwarzają komórki rozproszone w narządach, a nie osobny gruczoł. Gastryna z błony śluzowej żołądka pobudza wydzielanie kwasu solnego. Erytropoetyna z nerek powstaje przy niedotlenieniu i zwiększa wytwarzanie erytrocytów. Histamina z komórek tucznych rozszerza naczynia i zwiększa ich przepuszczalność.
Pojęcia
komórka docelowa
Komórka, która ma receptor dla danego hormonu i dlatego odpowiada na jego działanie.
hormon steroidowy
Hormon powstały z cholesterolu, rozpuszczalny w tłuszczach, wiążący receptor wewnątrz komórki i zmieniający ekspresję genów.
hormon niesteroidowy
Hormon będący pochodną aminokwasu lub peptydem; wiąże receptor w błonie i działa przez przekaźniki wewnątrzkomórkowe.
sprzężenie zwrotne ujemne
Regulacja, w której skutek procesu hamuje jego dalszy przebieg; w osi hormonalnej wzrost stężenia hormonu końcowego hamuje wydzielanie hormonów wcześniejszych ogniw.
gruczoł dokrewny
Gruczoł bez przewodów, który wydziela hormony do krwi.
hormon tropowy
Hormon przysadki, który pobudza inny gruczoł dokrewny do wydzielania jego hormonów, np. TSH.
antagonizm hormonów
Przeciwstawne działanie dwóch hormonów, np. insuliny i glukagonu, utrzymujące stały poziom regulowanej wielkości.
hormon tkankowy
Hormon wytwarzany przez komórki rozproszone w narządzie, np. gastryna, erytropoetyna lub histamina.
Zadanie z matury
źródło: CKE
Prawdziwe zadanie z arkusza CKE, słowo w słowo, z materiałem źródłowym. Rozwiąż je, zanim zajrzysz do wyjaśnienia.
Zadanie z arkusza CKEmatura
Matura 2025, biologia (poziom rozszerzony), zadanie 12.3
Zadanie 12.
Na poniższym schemacie przedstawiono regulację transportu glukozy przez insulinę w komórce mięśnia szkieletowego i w komórce wątroby, ograniczającą wahania poziomu glukozy we krwi.CKEW komórkach mięśni szkieletowych w spoczynku transportery glukozy GLUT4 są w okresie głodu (I) wycofywane z błony komórkowej, a następnie magazynowane w pęcherzykach w cytoplazmie. Z kolei w okresie sytości (II) transportery GLUT4 są pod wpływem insuliny kierowane do błony komórkowej.
W komórkach wątroby transport glukozy zachodzi z udziałem transporterów GLUT2, których aktywność zmienia się w zależności od okresu głodu (III) lub sytości (IV). Insulina bierze udział w regulacji transportu glukozy przez transportery GLUT2.
Na podstawie: D.U. Silverthorn, Fizjologia człowieka. Zintegrowane podejście, Warszawa 2018.
Zadanie 12.3. (0–1 pkt)
Przedstaw znaczenie obecności transporterów glukozy GLUT2 w błonie komórkowej komórek wątroby dla ograniczenia spadku poziomu glukozy we krwi w okresie głodu.
Źródło: CKE, egzamin maturalny 2025, biologia, poziom rozszerzony (arkusz MBIP-R0-100-2505), zadanie 12.3. Rozwiązanie — według zasad oceniania CKE. · Arkusz na stronie CKE
Zasady oceniania CKE
za poprawne przedstawienie znaczenia transporterów glukozy GLUT2 w błonie komórkowej komórek wątroby, uwzględniające umożliwienie dyfuzji glukozy przez błonę komórkową.1 pkt
za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.0 pkt
Rozwiązanie i przykładowe odpowiedzi według CKE
Przykładowe odpowiedzi (CKE):
• Dzięki obecności transporterów GLUT2 w błonie komórkowej hepatocytów możliwe w okresie głodu staje się transportowanie glukozy do krwi.
• Glukoza jest polarna i nie przechodzi przez błonę komórkową, co umożliwia białko GLUT2.
• Glukoza jest transportowana na zewnątrz komórek wątroby przez GLUT2.
• Transportery GLUT2 zapewniają transport glukozy do płynu zewnątrzkomórkowego.
• Umożliwiają sprawną dyfuzję glukozy przez błonę komórkową hepatocytu.
Wyjaśnienie od Kleksy
Czytaj schemat dla okresu głodu (pole III, komórka wątroby). Zwróć uwagę, skąd w tej komórce bierze się glukoza i dokąd ma trafić, żeby jej poziom we krwi nie spadł.
Glukoza powstaje w hepatocycie z rozkładu glikogenu i w glukoneogenezie, więc jej stężenie wewnątrz komórki jest wyższe niż we krwi. Jest cząsteczką polarną, która sama nie przejdzie przez warstwę lipidów błony. Przejście umożliwia białko transportujące GLUT2, przez które glukoza dyfunduje zgodnie z gradientem stężeń do płynu zewnątrzkomórkowego.
Według zasad oceniania CKE: 1 punkt za przedstawienie znaczenia transporterów GLUT2 w błonie komórkowej komórek wątroby, uwzględniające umożliwienie dyfuzji glukozy przez błonę komórkową. CKE uznaje też odpowiedź, że GLUT2 przenoszą glukozę z hepatocytów do płynu zewnątrzkomórkowego lub do krwi.
Przykładowa odpowiedź: GLUT2 umożliwiają dyfuzję glukozy z komórki wątroby przez błonę do krwi, dzięki czemu glukoza z rozkładu glikogenu uzupełnia jej poziom w okresie głodu.
Zadanie z arkusza CKEmatura
Matura 2024, biologia (poziom rozszerzony), zadanie 13.2
Zadanie 13.
Jod jest niezbędnym składnikiem diety. Ten pierwiastek wchodzi w skład hormonów tarczycy. W razie długotrwałego niedoboru jodu w pożywieniu dochodzi do wzrostu wydzielania z przysadki mózgowej hormonu tyreotropowego (TSH).
Zadanie 13.2. (0–1 pkt)
Wyjaśnij, dlaczego w razie długotrwałego niskiego poziomu jodu w organizmie poziom hormonu tyreotropowego (TSH) jest podwyższony. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm sprzężenia zwrotnego ujemnego.
Źródło: CKE, egzamin maturalny 2024, biologia, poziom rozszerzony (arkusz MBIP-R0-100-2405), zadanie 13.2. Rozwiązanie — według zasad oceniania CKE. · Arkusz na stronie CKE
Zasady oceniania CKE
poprawne wyjaśnienie, uwzględniające wydzielanie niedostatecznej ilości hormonów tarczycy ORAZ związane z tym ograniczenie zwrotnego hamowania wydzielania TSH.1 pkt
odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.0 pkt
Rozwiązanie i przykładowe odpowiedzi według CKE
Przykładowe rozwiązania (CKE):
• W razie niedoboru jodu z tarczycy jest wydzielana zbyt mała ilość hormonów, czego konsekwencją okazuje się brak hamowania na drodze ujemnego sprzężenia zwrotnego wydzielania TSH przez przysadkę mózgową.
• Niedobór jodu sprawia, że wytwarzanie dostatecznej ilości T4 staje się niemożliwe, zatem we krwi poziom T4 pozostaje na niskim poziomie, a tylko wysoki poziom T4 hamuje wydzielanie TSH.
• Przy niedoborze jodu tarczyca wydziela niewielkie ilości tyroksyny, a niski poziom tyroksyny jest sygnałem dla przysadki do wydzielania TSH.
• Niedobór jodu jest przyczyną niskiego stężenia hormonów tarczycy, co pobudza przysadkę do wydzielania TSH.
Wyjaśnienie od Kleksy
Polecenie wymaga mechanizmu, w którym występują dwa ogniwa: skutek braku jodu w tarczycy i skutek tego dla przysadki. Ułóż je w kolejności przyczynowej.
Jod jest składnikiem hormonów tarczycy, więc przy jego niedoborze tarczyca wytwarza ich za mało. Niskie stężenie tych hormonów nie hamuje już przysadki, dlatego przysadka wydziela więcej TSH. Tak działa sprzężenie zwrotne ujemne, gdy hormonu końcowego brakuje.
Według zasad oceniania CKE: 1 punkt za wyjaśnienie, które uwzględnia niedostateczną ilość hormonów tarczycy oraz związane z tym ograniczenie zwrotnego hamowania wydzielania TSH.
Przykładowa odpowiedź: Bez jodu tarczyca wydziela za mało hormonów, więc słabnie ich hamujące działanie na przysadkę i przysadka wydziela więcej TSH.
Sprawdź się
sprawdzisz od razu
Zaznacz lub wpisz odpowiedź i sprawdź ją od razu: pod zadaniem zobaczysz wyjaśnienie. Jak ocenia CKE: za zadanie zamknięte — 1 albo 2 punkty, tylko za całkowicie poprawną odpowiedź; za zadanie otwarte — od 1 do 3 punktów według zasad oceniania opracowanych do tego zadania. Odpowiedź nieprecyzyjna albo kilka odpowiedzi, z których jedna jest błędna, nie daje punktu.
zadanie Kleksy
Zadanie 1. (0–1)
/1
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
U pacjenta z guzem przysadki, który wydziela ogromne ilości ACTH,
Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.
zadanie Kleksy
Zadanie 2. (0–1)
/1
Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących hormonów tarczycy.
Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Wzrost stężenia hormonów tarczycy we krwi zwiększa wydzielanie hormonu tropowego przez przysadkę.
Hormony tarczycy zwiększają ilość ciepła wytwarzanego w organizmie.
Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.
zadanie Kleksy
Zadanie 3. (0–1)
/1
Przyporządkuj sytuacjom hormony, których wydzielanie ona nasila. Wybierz odpowiedź spośród A–E.
Hormon
Ainsulina
Bkortyzol
Cgastryna
Derytropoetyna
EADH
Sytuacja
1. niedotlenienie tkanek
2. odwodnienie organizmu
3. wejście pokarmu do żołądka
Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.
zadanie Kleksy
Zadanie 4. (0–1)
/1
Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1. albo 2.
Oksytocyna, w odróżnieniu od testosteronu, wiąże się z receptorem i działa
Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.
Nie myl gruczołu z hormonem, który go pobudza: TSH wydziela przysadka, a tarczyca wydziela własne hormony – T3 i T4.
Nie myl hormonów steroidowych z niesteroidowymi: receptor wewnątrz komórki mają steroidowe (i hormony tarczycy), a pozostałe wiążą się z receptorem w błonie.
Nie myl insuliny z glukagonem: insulina obniża stężenie glukozy, glukagon je podnosi. To para antagonistów, obie wydziela trzustka.
Nie myl rdzenia nadnerczy z korą: rdzeń wydziela adrenalinę, a kora – kortyzol i aldosteron.
Zapamiętaj
Hormon działa tylko na komórki, które mają dla niego receptor.
Steroidowe: receptor w komórce, zmiana ekspresji genów. Niesteroidowe: receptor w błonie.
Odp.:Hormon trafia do krwi i działa na odległe komórki docelowe, więc jego działanie jest wolniejsze i dłuższe. Neuroprzekaźnik uwalniany jest w synapsie do wąskiej szczeliny i działa na sąsiednią komórkę w ułamku sekundy. Te dwa układy łączy podwzgórze, które jest częścią mózgu, a wydziela hormony.
2.Dlaczego hormony steroidowe działają wolniej niż niesteroidowe?+
Odp.:Steroidowe zmieniają ekspresję genów: kompleks hormon – receptor wpływa na transkrypcję, a potem trzeba wytworzyć nowe białka. Niesteroidowe zmieniają aktywność enzymów już obecnych w komórce przez przekaźniki wtórne, więc odpowiedź przychodzi szybciej, ale też szybciej mija.
3.Co to jest sprzężenie zwrotne ujemne?+
Odp.:To mechanizm samoregulacji: efekt działania układu zmniejsza jego przyczynę. Hormon wydzielany przez gruczoł docelowy hamuje wydzielanie hormonów podwzgórza i przysadki, które ten gruczoł pobudzają. Dzięki temu stężenie hormonu pozostaje w niewielkim przedziale, a nie rośnie bez końca.
4.Które hormony przysadki są wytwarzane w przysadce, a które w podwzgórzu?+
Odp.:Hormony przedniego płata, np. GH, TSH, ACTH, FSH, LH i prolaktynę, wytwarza sama przysadka. ADH i oksytocynę wytwarzają neurony podwzgórza, a tylny płat przysadki je magazynuje i uwalnia do krwi.
5.Czym różni się niedoczynność od nadczynności tarczycy?+
Odp.:Niedoczynność oznacza za mało hormonów tarczycy i wolniejszy metabolizm: przybywa masy ciała, rośnie wrażliwość na zimno, słabnie aktywność umysłowa. Nadczynność to nadmiar tych hormonów i szybszy metabolizm, przy którym masa ciała spada. Oba stany wynikają z zaburzenia wydzielania hormonów tarczycy.
6.Jak odróżnić hormon antagonistyczny od synergistycznego?+
Odp.:Hormony antagonistyczne mają przeciwny skutek, np. insulina i glukagon w regulacji glukozy. Hormony synergistyczne wzmacniają się nawzajem, np. adrenalina i kortyzol, które w stresie podnoszą stężenie glukozy. Sprawdź zawsze kierunek zmiany wielkości, którą hormon reguluje.
Serwis nie jest związany z Centralną Komisją Egzaminacyjną. Zadania oznaczone „CKE” pochodzą z arkuszy CKE; objaśnienia do nich i pozostałe zadania na stronie napisaliśmy sami.
Rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z matury z biologii (poziom rozszerzony) z maja 2026 roku – 180 minut, jak na egzaminie. Po oddaniu zobaczysz wynik i to, w którym dziale tracisz punkty.