11.4 Endokrin rendszer

Tanulási célok

A szakasz végére:

  • Sorolja fel a hormonok különböző típusait, és ismertesse szerepüket a homeosztázis fenntartásában
  • Magyarázza el a hormonok működését
  • Magyarázza el, hogyan szabályozza a hormontermelést
  • Írja le a különféle mirigyek szerepét az endokrin rendszerben
  • Magyarázza el, hogy a különböző mirigyek hogyan működnek együtt a homeosztázis fenntartásában

Az endokrin rendszer olyan hormonokat termel, amelyek sokféle testfolyamat szabályozására és szabályozására szolgálnak. Az endokrin rendszer az idegrendszerrel koordinálva ellenőrzi a többi szervrendszer működését. Az endokrin rendszer sejtjei molekuláris jeleket hoznak létre, amelyeket hormonoknak neveznek. Ezek a sejtek alkothatják az endokrin mirigyeket, lehetnek szövetek, vagy olyan szervekben vagy szövetekben helyezkedhetnek el, amelyek a hormontermelés mellett funkciókkal is rendelkeznek. A hormonok keringenek az egész testben, és stimulálják a reakciót azokban a sejtekben, amelyeknek receptorai képesek megkötődni velük. A befogadó sejtekben bekövetkezett változások befolyásolják a szervrendszer működését, amelyhez tartoznak. A hormonok közül sok az idegrendszeri jelekre válaszul választódik ki, így a két rendszer együttesen hat a test változásainak hatására.

A homeosztázis fenntartása a testben sokféle rendszer és szerv koordinációját igényli. A szomszédos sejtek, valamint a test távoli részein lévő sejtek és szövetek közötti kommunikáció egyik mechanizmusa az úgynevezett hormonok felszabadulása révén történik. A hormonok felszabadulnak a testnedvekbe, általában a vérbe, amely azokat a célsejtjeikbe viszi, ahol választ váltanak ki. A hormonokat elválasztó sejtek gyakran meghatározott szervekben helyezkednek el, az úgynevezett endokrin mirigyekben, a hormonokat kiválasztó sejtek, szövetek és szervek alkotják az endokrin rendszert. Az endokrin szervek például a hasnyálmirigy, amely az inzulin és a glükagon hormonokat termeli a vércukorszint szabályozására, a mellékvesék, amelyek olyan hormonokat termelnek, mint az adrenalin és a noradrenalin, amelyek szabályozzák a stresszre adott reakciókat, és a pajzsmirigy, amely pajzsmirigyhormonokat termel, amelyek szabályozza az anyagcsere sebességét.

Az endokrin mirigyek különböznek az exokrin mirigyektől. Az exokrin mirigyek olyan anyagokat választanak ki a vegyi anyagokból, amelyek a mirigyen kívülre vezetnek (nem a vérbe). Például a verejtékmirigyek által termelt verejték olyan csatornákba kerül, amelyek az izzadságot a bőr felszínére viszik. A hasnyálmirigy mind endokrin, mind exokrin funkcióval rendelkezik, mivel a hormonok felszabadulása mellett a vérbe is felszabadul. Emésztőnedveket is termel, amelyeket a csatornák a vékonybélbe visznek.

Endokrinológus

Az endokrinológus az endokrin rendellenességek kezelésére szakosodott orvos. Az endokrin sebész az endokrin betegségek és mirigyek műtéti kezelésére specializálódott. Az endokrinológusok által kezelt betegségek egy része a hasnyálmirigy rendellenességei (diabetes mellitus), az agyalapi mirigy rendellenességei (gigantizmus, akromegália és agyalapi mirigy törpéje), a pajzsmirigy rendellenességei (golyva és Graves-kór) és a mellékvese (Cushing-kór és Addison-kór).

Az endokrinológusoknak laboratóriumi vizsgálatok széleskörű alkalmazásával fel kell mérniük a betegeket és diagnosztizálniuk kell az endokrin rendellenességeket. Számos endokrin betegséget diagnosztizálnak olyan vizsgálatokkal, amelyek stimulálják vagy elnyomják az endokrin szervek működését. Ezután vérmintákat veszünk, hogy meghatározzuk az endokrin szerv stimulálásának vagy elnyomásának a hormontermelésre gyakorolt ​​hatását. Például a diabetes mellitus diagnosztizálásához a betegeknek 12–24 órán át kell éhezniük. Ezután cukros italt kapnak, amely stimulálja a hasnyálmirigyet az inzulin termelésére a vércukorszint csökkentése érdekében. A cukorital elfogyasztása után egy-két órával vérmintát vesznek. Ha a hasnyálmirigy megfelelően működik, a vércukorszint a normális tartományba esik. Egy másik példa az A1C teszt, amelyet vérszűrés során lehet elvégezni. Az A1C-teszt az elmúlt két-három hónap átlagos vércukorszintjét méri. Az A1C teszt azt mutatja, hogy a vércukorszintet mennyire sikerül hosszú időn keresztül kezelni.

Miután diagnosztizáltak egy olyan betegséget, mint a cukorbetegség, az endokrinológusok életmódbeli változásokat és gyógyszereket írhatnak fel a betegség kezelésére. A cukorbetegség egyes esetei testmozgással, fogyással és egészséges étrenddel kezelhetők; más esetekben gyógyszerekre lehet szükség az inzulin termelésének vagy hatásának fokozásához. Ha a betegséget ezekkel az eszközökkel nem lehet ellenőrizni, az endokrinológus inzulin injekciókat írhat elő.

A klinikai gyakorlat mellett az endokrinológusok is részt vehetnek az elsődleges kutatási és fejlesztési tevékenységekben. Például a folyamatos szigetecske-transzplantációs kutatások azt vizsgálják, hogy az egészséges hasnyálmirigy-szigetecske-sejtek miként transzplantálhatók cukorbetegekbe. A sikeres szigeti transzplantációk lehetővé tehetik a betegek számára, hogy abbahagyják az inzulininjekciókat.

Az endokrin mirigyek hormonokat választanak ki a környező interstitialis folyadékba; ezek a hormonok ezután diffundálnak a vérbe, és a test különböző szerveibe és szöveteibe kerülnek. Az endokrin mirigyek közé tartozik az agyalapi mirigy, a pajzsmirigy, a mellékpajzsmirigy, a mellékvese, az ivarmirigyek, a tobozmirigy és a hasnyálmirigy.

Az agyalapi mirigy, amelyet néha hipofízisnek is hívnak, az agy tövében található (11.23. Ábra a). A hipotalamuszhoz kapcsolódik. A hátsó lebeny tárolja és felszabadítja a hipotalamusz által termelt oxitocint és antidiuretikus hormont. Az elülső lebeny reagál a hipotalamusz által termelt hormonokra azáltal, hogy előállítja saját hormonjait, amelyek többsége más hormontermelő mirigyeket szabályoz.

agyalapi mirigy
11.23. Ábra (a) Az agyalapi mirigy az agy tövében ül, közvetlenül az agytörzs felett. (b) A mellékpajzsmirigy a pajzsmirigy hátulján helyezkedik el. (c) A mellékvesék a vesék tetején vannak. d) A hasnyálmirigy a gyomor és a vékonybél között található. (kredit: a munka módosítása NCI, NIH által)

Az agyalapi mirigy elülső része hat hormont termel: növekedési hormon, prolaktin, pajzsmirigy-stimuláló hormon, adrenokortikotrop hormon, tüszőstimuláló és luteinizáló hormon. A növekedési hormon stimulálja a sejtaktivitásokat, például a fehérjeszintézist, amelyek elősegítik a növekedést. A prolaktin serkenti az emlőmirigyek tejtermelését. Az agyalapi mirigy által előállított többi hormon szabályozza a hormonok más endokrin szövetek termelését (11.1. Táblázat). A hátsó hipofízis szerkezete jelentősen különbözik az elülső hipofízistől. Ez az agy egy része, amely a hipotalamuszból lefelé nyúlik le, és többnyire idegszálakat tartalmaz, amelyek a hipotalamustól a hátsó agyalapi mirigyig terjednek.

A pajzsmirigy a nyakban, közvetlenül a gége alatt és a légcső előtt helyezkedik el (11.23. Ábra) b). Ez egy pillangó alakú mirigy, két karéjjal, amelyek összekapcsolódnak. A pajzsmirigy tüszősejtjei szintetizálják a tiroxin hormont, amely T4 néven is ismert, mivel négy jódatomot tartalmaz, és a trijódtironin, más néven T3, mivel három jódatomot tartalmaz. A T3-at és a T4-et a pajzsmirigy szabadítja fel az agyalapi mirigy által előidézett pajzsmirigy-stimuláló hormonra reagálva, és mind a T3, mind a T4 stimulálja a metabolikus aktivitást a szervezetben és növeli az energiafelhasználást. A pajzsmirigy termeli a harmadik hormont, a kalcitonint is. A kalcitonin felszabadul a vér kalciumion-koncentrációjának növekedésére reagálva, és csökkenti ezt a szintet.

A legtöbb embernek négy mellékpajzsmirigye van; a szám azonban kettőtől hatig változhat. Ezek a mirigyek a pajzsmirigy hátsó felületén helyezkednek el (11.23. Ábra) b).

A mellékpajzsmirigyek mellékpajzsmirigy-hormont termelnek. A mellékpajzsmirigy hormon növeli a vér kalciumkoncentrációját, ha a kalciumion szintje a normálérték alá csökken.

A mellékvesék minden vese tetején helyezkednek el (11.23. Ábra c). A mellékvesék egy külső mellékvese kéregből és egy belső mellékvese velőből állnak. Ezek a régiók különféle hormonokat választanak ki.

A hasnyálmirigy egy hosszúkás szerv, amely a gyomor és a vékonybél proximális része között helyezkedik el (11.23. Ábra) d). Az emésztőenzimeket kiválasztó exokrin sejteket és a hormonokat felszabadító endokrin sejteket egyaránt tartalmazza.

A hasnyálmirigy endokrin sejtjei klasztereket képeznek, amelyeket hasnyálmirigy-szigeteknek vagy Langerhans-szigeteknek neveznek. Az egyes hasnyálmirigy-szigetek sejttípusai között vannak az alfa-sejtek, amelyek a glükagon hormont termelik, és a béta sejtek, amelyek az inzulin hormont termelik. Ezek a hormonok szabályozzák a vércukorszintet. Az alfa-sejtek felszabadítják a glükagont, amikor a vércukorszint csökken. Amikor a vércukorszint emelkedik, a béta-sejtek felszabadítják az inzulint. A glükagon a máj glükóz felszabadulását eredményezi a vérben, az inzulin pedig megkönnyíti a glükóz felvételét a test sejtjeiben.

Az ivarmirigyek - a hím herék és a női petefészkek - szteroid hormonokat termelnek. A herék androgéneket termelnek, a tesztoszteron a legkiemelkedőbb, amelyek lehetővé teszik a nemi másodlagos jellemzők kialakulását és a spermiumok termelését. A petefészkek ösztrogént és progeszteront termelnek, amelyek másodlagos nemi tulajdonságokat okoznak, szabályozzák a petesejtek termelését, kontrollálják a terhességet és felkészítik a testet a szülésre.

Számos olyan szerv létezik, amelyek elsődleges funkciói nem endokrinek, de rendelkeznek endokrin funkciókkal is. Ide tartozik a szív, a vese, a belek, a csecsemőmirigy és a zsírszövet. A szívnek a pitvarok falain endokrin sejtjei vannak, amelyek a megnövekedett vérmennyiségre reagálva hormont bocsátanak ki. Csökkenti a vér térfogatát és a vérnyomást, és csökkenti a Na + koncentrációját a vérben.

A gyomor-bél traktus számos hormont termel, amelyek elősegítik az emésztést. Az endokrin sejtek a gyomor-bél traktus nyálkahártyájában helyezkednek el a gyomorban és a vékonybélben. Kiváltják a gyomornedv felszabadulását, amelyek elősegítik az emésztőrendszer traktusának lebontását és emésztését.

A vesék endokrin funkcióval is rendelkeznek. E hormonok közül kettő szabályozza az ionkoncentrációt és a vér térfogatát vagy nyomását. Az eritropoietint (EPO) a vese szabadítja fel az alacsony oxigénszintre reagálva. Az EPO kiváltja a vörösvértestek képződését a csontvelőben. Az EPO-t a sportolók a teljesítmény javítására használták. De az EPO doppingolásának vannak kockázatai, mivel megvastagítja a vért és fokozza a szív megterhelését; emellett növeli a vérrögök, ezért a szívrohamok és a stroke kockázatát.

A csecsemőmirigy a szegycsont mögött található. A csecsemőmirigy thymosinekként emlegetett hormonokat termel, amelyek hozzájárulnak a csecsemők immunválaszának kialakulásához. A zsírszövet vagy a zsírszövet az élelmiszer-bevitelre reagálva termeli a leptin hormont. A leptin jóllakottság érzését kelti evés után, csökkentve a további evés iránti késztetést.

Hipofízis (elülső)
növekedési hormon elősegíti a test szöveteinek növekedését
prolaktin elősegíti a tejtermelést
pajzsmirigy-stimuláló hormon serkenti a pajzsmirigy hormon felszabadulását
adrenokortikotrop hormon serkenti a mellékvesekéreg által a hormon felszabadulását
follikulus stimuláló hormon serkenti az ivarsejtek termelését
luteinizáló hormon serkenti a hím nemi mirigyek androgéntermelését; serkenti az ovulációt és az ösztrogén és a progeszteron termelését a nőknél
Hipofízis (hátsó) antidiuretikus hormon serkenti a víz visszaszívódását a vesék által
oxitocin serkenti a méhösszehúzódásokat a szülés során
Pajzsmirigy tiroxin, trijód-tironin serkentik az anyagcserét
kalcitonin csökkenti a vér Ca 2+ szintjét
Mellékpajzsmirigy mellékpajzsmirigy hormon növeli a vér Ca 2+ szintjét
Mellékvesekéreg) aldoszteron növeli a vér Na + szintjét
kortizol, kortikoszteron, kortizon növeli a vércukorszintet
Mellékvese velő) epinefrin, noradrenalin serkentik a harc vagy menekülés reakcióját
Hasnyálmirigy inzulin csökkenti a vércukorszintet
glükagon növeli a vércukorszintet

A hormontermelést és a felszabadulást elsősorban negatív visszacsatolás vezérli, amint azt a homeosztázisról szóló vita leírta. Ily módon a vérben a hormonok koncentrációja szűk tartományban marad. Például az agyalapi mirigy elülső része jelzi a pajzsmirigy számára a pajzsmirigyhormonok felszabadítását. Ezeknek a hormonoknak a növekvő szintje a vérben visszajelzést ad a hipotalamusznak és az agyalapi mirigynek, hogy gátolja a pajzsmirigy további jelzését (11.24. Ábra).

A golyva, a jódhiány okozta betegség azt eredményezi, hogy a pajzsmirigy nem képes T3 és T4 képződésre. A test általában nagyobb mennyiségű TSH termelésével próbál kompenzálni. Az alábbi tünetek közül melyiket várhatja a golyva?

A) Hypothyreosis, amely súlygyarapodást, hidegérzékenységet és csökkent mentális aktivitást eredményez.

B) Pajzsmirigy túlműködés, amelynek következtében fogyás, erős izzadás és megnövekedett pulzusszám lép fel.

C) Pajzsmirigy túlműködés, ami súlygyarapodást, hidegérzékenységet és csökkent mentális aktivitást eredményez.

D) Pajzsmirigy alulműködés, amelynek következtében fogyás, erős izzadás és megnövekedett pulzusszám lép fel.

A hormonok sejtváltozásokat okoznak azáltal, hogy a célsejteken vagy a célsejtekben lévő receptorokhoz kötődnek. A célsejten található receptorok száma növekedhet vagy csökkenhet a hormonaktivitásra reagálva.

A hormonszintet elsősorban negatív visszacsatolással szabályozzák, amelyben a hormon emelkedő szintje gátolja annak további felszabadulását.

Az agyalapi mirigy az agy tövében található. Az elülső hipofízis jeleket kap a hipotalamustól, és hat hormont termel. A hátsó hipofízis az agy kiterjesztése, és felszabadítja a hipotalamusz által termelt hormonokat (antidiuretikus hormon és oxitocin). A pajzsmirigy a nyakon helyezkedik el, és két lebenyből áll. A pajzsmirigy a tiroxin és a trijód-tironin hormonokat termeli. A pajzsmirigy kalcitonint is termel. A mellékpajzsmirigy a pajzsmirigy hátsó felületén fekszik és mellékpajzsmirigy-hormont termel.

A mellékvesék a vesék tetején helyezkednek el, és a mellékvesekéregből és a mellékvesékből állnak. A mellékvese kéregje kortikoszteroidokat, glükokortikoidokat és mineralokortikoidokat termel. A mellékvese medulla a mellékvese belső része, és adrenalint és noradrenalint termel.

A hasnyálmirigy a hasban fekszik a gyomor és a vékonybél között. A hasnyálmirigy endokrin sejtjeinek klaszterei alkotják a Langerhans szigeteit, amelyek alfa-sejteket tartalmaznak, amelyek felszabadítják a glükagonot, és a béta sejteket, amelyek felszabadítják az inzulint. Egyes szervek másodlagos funkcióként rendelkeznek az endokrin aktivitással, de más elsődleges funkcióval rendelkeznek. A szív előállítja a pitvari hormon natriuretikus peptidjét, amely csökkenti a vér térfogatát, a nyomást és a Na + koncentrációt. A gyomor-bél traktus különféle hormonokat termel, amelyek elősegítik az emésztést. A vesék eritropoietint termelnek. A csecsemőmirigy olyan hormonokat termel, amelyek elősegítik az immunrendszer fejlődését. A nemi mirigyek szteroid hormonokat termelnek, beleértve a tesztoszteront a férfiaknál, az ösztrogént és a progeszteront pedig a nőknél. A zsírszövet leptint termel, amely elősegíti a jóllakottság jeleit az agyban.

Feladatok

  1. A golyva, a jódhiány okozta betegség azt eredményezi, hogy a pajzsmirigy nem képes T3 és T4 képződésre. A test általában nagyobb mennyiségű TSH termelésével próbál kompenzálni. Az alábbi tünetek közül melyiket várhatja a golyva?
    1. Hypothyreosis, amely súlygyarapodást, hidegérzékenységet és csökkent mentális aktivitást eredményez.
    2. Pajzsmirigy pajzsmirigy-túlműködés, amelynek következtében fogyás, bőséges izzadás és fokozott pulzusszám lép fel.
    3. Pajzsmirigy pajzsmirigy-túlműködés, amely súlygyarapodást, hidegérzékenységet és csökkent mentális aktivitást eredményez.
    4. Pajzsmirigy alulműködés, amelynek következtében fogyás, erős izzadás és megnövekedett pulzusszám lép fel.
  2. Az agyalapi mirigy által termelt hormonok többsége milyen funkciót lát el?
    1. szabályozza a növekedést
    2. szabályozza az alvási ciklust
    3. szabályozza más hormonok termelését
    4. szabályozza a vér térfogatát és a vérnyomást
  3. Mi az eritropoietin hormon funkciója?
    1. serkenti a vörösvérsejtek termelését
    2. serkenti az izomnövekedést
    3. a harc vagy menekülés reakcióját okozza
    4. tesztoszteron termelést okoz
  4. Mely belső elválasztású mirigyek kapcsolódnak a vesékhez?
    1. pajzsmirigyek
    2. agyalapi mirigyek
    3. mellékvese
    4. ivarmirigyek
  5. Mi a hasonlóság és a különbség az exokrin mirigy és az endokrin mirigy között?
  6. Írja le, hogy a hormonreceptorok hogyan játszhatnak szerepet a szövetek hormonokra adott reakcióinak méretében.
  7. Számos hormonrendszer ellentétes hormonhatásokkal szabályozza a test működését. Írja le, hogy az ellentétes hormonhatások miként szabályozzák a vércukorszintet?

Válaszok

  1. A
  2. C
  3. A
  4. C
  5. Az exokrin és az endokrin mirigyek sejtjei olyan terméket állítanak elő, amelyet a mirigy választ ki. Az exokrin mirigynek van egy csatornája, és termékét a mirigy külsejére választja ki, nem pedig a véráramba. Az endokrin mirigy szekretálja termékét a véráramba, és nem használ csatornát.
  6. A hormonra reagáló receptorok száma megváltozhat, ami a sejtek érzékenységének növekedését vagy csökkenését eredményezheti. A receptorok száma megnőhet az emelkedő hormonszintre adott válaszként, az úgynevezett up-szabályozás hatására, a sejtek érzékenyebbé válnak a hormonra, és nagyobb sejtaktivitást tesznek lehetővé. A receptorok száma szintén csökkenhet az emelkedő hormonszintre adott válaszként, az úgynevezett lefelé történő szabályozásnak, ami csökkent sejttevékenységhez vezet.
  7. A vércukorszintet a hasnyálmirigy által termelt hormonok: inzulin és glükagon szabályozzák. Ha a vércukorszint emelkedik, a hasnyálmirigy felszabadítja az inzulint, ami serkenti a sejtek glükózfelvételét. Ha a vércukorszint csökken, a hasnyálmirigy felszabadítja a glükagont, amely stimulálja a májban a raktározott glükóz felszabadulását a véráramba.

Szójegyzék

Engedély

A biológia fogalmai - Charles Molnar és Jane Gair 1. kanadai kiadása a Creative Commons Nevezd meg! 4.0 nemzetközi licenc alatt engedélyezett, hacsak másképp nem jelezzük.