Endokrinologi

Alle dyr styres av kjemiske signalsystemer som opprettholder likevekt (homeostase)  ved hjelp av hormoner. Væskebalanse, vekt, utvikling, metamorfose, metabolisme, stress, pubertet og reproduksjon er regulert av det endokrine system som virker i nær tilknytning til nervesystemet.  Hormoner er molekyler, kjemiske signalstoffer, som lages av en gruppe celler, og som skilles ut i blodstrømmen hvor de i små konsentrasjoner overfører informasjon mellom forskjellige organer i kroppen. Hormoner, endokrine kjertler som skiller ut hormoner og reseptorer for hormonene i målorganer og målceller utgjør det endokrine system (gr. endon - inne i; krinein - atskille).

Endokrinologi og kjemiske signalsystemer

Endokrine kjertler har ingen kanaler og hormoner skilles ut i blodet eller den interstitielle væsken. Hormonreseptorene er spesifikke proteiner på plasmamembranen. Noen hormoner påvirker de fleste typer vev i kroppen f.eks. kjønnshormonene, mens andre bare gir effekt på utvalgte steder. Et hormon kan øke effekten av et annet. Hormoner som påvirker endokrine kjertler kalles tropiske hormoner (gr. tropikos - vende). Endokrinologi er studiet av hormonene.

    Endokrine kjertler hos virveldyr skiller ut stoffer i blodet som regulerer metabolisme, organutvikling, og urinproduksjon. Noen hormoner sirkulerer i blodstrømmen i kroppen, mens andre kan virke mer lokalt. Endokrine kjertler styres av nervesystemet. Flere organer kan lage hormoner som ikke sirkulerer i kroppen. Magen skiller ut saltsyre regulert av gastrin. Når maten kommer ned i magen gis signal til hjernen som sender et signal tilbake som får magen til å skille ut saltsyre (HCl). Når protoner (H+) fra magesekken (ventrikkel) kommer over i tolvfingertarmen (duodenum) starter epitelcellene å skille ut sekretin som får pankreas (bukspyttkjertelen) til å skille ut bikarbonat (HCO3- ) løst i bukspyttet og som nøytraliserer syren. Ivan Pavlov med oppdagelsen av betinget refleks hos under fant at nerver kontrollerer spyttsekresjon i munnen. Den engelske fysiologen Ernest Starling kunne på begynnelsen av 1900-tallet vise at også hormoner deltar, og oppdaget sekretin, og fant indikasjoner på at det måtte finnes et antidiuretisk hormon (vasopressin). 

Som respons på fordøyelse og nedbrytningsprodukter i maten fettsyrer, peptider og aminosyrer lager epitelcellene kolecystokinin som får pankreas til å skille ut fordøyelsesenzymer.   Når magesekken er tom skiller den ut ghrelin, mengden stiger før et måltid og synker når man har spist. Leptin (gr. leptos – tynn) blir frigitt fra fettcellene og gir metthetsfølelse.  Hypotalamus inkludert buekjernen spiller en viktig rolle i regulering av sult, metthet og matinntak.  Nyrene lager hormonet erytropoietin (EPO) som gir produksjon av røde blodlegemer.  Hjerte lager atrial natriuretisk peptid. Lever produserer somatomedin, en insulinlignende vekstfaktor.   Hos mennesket kjenner man til flere enn 50 forskjellige hormoner. Hormonene deles i tre hovedgrupper: steroidhormoner, hormoner laget fra aminosyrer og peptidhormoner. Hormonene er ikke artsspesifikke.

1.    Steroidhormoner er bygget opp av tre seksringer laget fra kolesterol, er fettløselige, går inn i cellen gjennom plasmamembranen og binder seg til reseptorproteiner i kjernen.  Eksempler steroidhormoner er kortisol (kortison) fra binyrebarken, testosteron fra testiklene, østrogen og progesteron fra eggstokkene. Østrogen og progesteron kan inngå i P-piller. Testosteron påvirker utviklingen av hannlige kjønnskarakterer. Kortison stimulerer nedbrytning av muskelproteiner.

 2.   Både adrenalin, thyroksin og antidiuretisk hormon kommer fra aminosyren tyrosin, og er aminosyrederivater. Thyroidhormonene trijodthyronin (T3) og thyroksin (T4) blir laget fra tyrosin og jodid (I-) i skjoldbrukskjertelen (glandula thyreoidea). Epinefrin (adrenalin) bundet til plasmaprotein blir laget fra binyremargen (medulla). Melatonin blir laget fra aminosyren tryptofan.

3.  Vannløselige peptidhormoner er neuropeptider som fraktes i det vannløselige plasma. Oxytocin og antidiuretisk hormon (ADH) som består av ni aminosyrer lages i neuroendokrine celler i hypothalamus. Glukagon, adrenokortikotropisk hormon (ACTH), sekretin og kalcitonin består av ca. 30 aminosyrer. Insulin består av to peptidkjeder bundet sammen med disulfidbindinger og blir fraktet i blodet uten bærer. Veksthormon, thyroidstimulerende hormon og gonadotropisk hormon fra hypofyseforlappen er store proteiner med molekylvekt ca. 25.000 dalton.  

 Peptidhormoner og hormoner fra aminosyrer kommer ikke igjennom plasmamembranen og binder seg i stedet til reseptorer på membranen, transmembran glykoproteiner, og gir respons inne i cellene via sekundære budbringere som starter en signalkaskade. Når et hormon binder seg til en reseptor gir dette aktivering av G-proteiner som kan binde GTP som hydrolyseres til GDP, og det startes en kaskadereaksjon. Aktivert G-protein binder seg til enzymet adenylat syklase som danner syklisk AMP. Syklisk AMP (cAMP) og inositol trifosfat (IP3) er viktige sekundære budbringere. cAMP aktiverer protein kinaser som fosforylerer proteiner  vha. ATP. cAMP inaktiveres av enzymet fosfodiesterase. IP3 lages fra fosfolipider katalysert av fosfolipase C.

    Hormonene fjernes og inaktiveres i leveren og skilles ut av nyrene.    Neurotransmittorer overfører signaler mellom nerver og over til muskler, og virker nær hvor de blir skilt ut. Det samme gjelder histamin og interleukiner.

Noen signalstoffer blir pakket i vesikler som tømmes ved eksocytose.

Noen peptider og proteiner virker som vekstfaktorer og må være tilstede for at vekst og utvikling skal være normal. Vekstfaktorer stimulerer celledeling. Nervevekstfaktorer gir utvikling av nerveceller i embryo. Insulinlignende vekstfaktorer fra lever påvirker utvikling av skjelettet. Transformerende vekstfaktorer kan påvirke synapsene hos voksne individer.

Prostaglandiner virker lokalt og skilles ut i interstitialvæsken. Atrialpeptider laget i hjertet sirkulerer ikke.

    Feromoner er flyktige molekyler som i lav konsentrasjon brukes til kjemisk kommunikasjon mellom forskjellige individer. Feromoner er relatert til reproduksjon og territorial atferd, samt som alarmsignal.

Prostaglandiner

   Prostaglandiner lages fra essensielle umettetede omega-3 og omega-6 fettsyrer som kommer fra fosfolipider i membranen, bl.a. linolsyre, linolensyre, arakidonsyre. Først oppdaget i produksjonen av sperm i prostata. Virkningen avhenger av organ og type cellevev. Prostaglandiner virker lokalt og får glatt muskelatur til å trekke seg sammen og får blodårer til å utvide seg. Prostaglandiner i sæd gir sammentrekninger av glatt muskelatur i livmorveggen, noe som hjelper sædcellene på veien mot egget.  Noen prostaglandiner deltar i forsvar mot sykdom ved å indusere feber, smerte og betennelsesreaksjoner. Prostaglandiner fra placenta gir sammentrekninger i livmora, veer, under fødsel. Thromboksaner deltar i blodkoagulering og sammentrekning av blodårer. Leukotriener tilkaller leukocyter og gir sammentrekninger i luftveiene. Lipoksiner motvirker betennelse og regulerer blodkar. Prostasykliner deltar ved smerte, betennelse og blodtrykk.

Enzymene desaturase, elongase, lipoksygenase og syklooksygenase deltar i biosynteseveien. Enzymet syklooksygenase (COX) deltar i omdannelsen av arakidonsyre dihomogammalinolensyre og eikosapentansyre (EPA) til eikosanoider:  prostaglandiner (prostata), thromboksaner (thromocyter), leukotriener (leukocyter), lipoksiner. Det er omtrent konstant mengde COX1 i kroppen, mens mengden av enzymet COX2 stiger ved betennelser, smerte, giftstoffer og vekstfaktorer. Det er utviklet en rekke ikke-steroidbaserte legemidler som gir reduksjon av smerte og betennelser ved å hemme enzymet syklooksygenase, såkalte COX-1 og COX-2 hemmere. Aspirin (acetylsalicylsyre) oppdaget i 1897 var den første COX-inhibitoren som ble tatt i bruk. Salicin som kan omdannes til salicylsyre ble oppdaget i planten mjødurt, men finnes også i barken av selje. Generelt deltar salicylsyre i bekjempelsen av patogene organismer i planter. Salisylsyre kan gi sår i magen, men acetylsalicylsyre er noe bedre i så måte. I planter dannes jasmonat (deltar i sykdomsbekjempelse i planter) i en biosyntesevei som har store likhetstrekk med syntesen av prostaglandiner. Deretter fulgte en rekke COX-hemmere fra den farmasøytiske industrien som ibuprofen, naproxen og acetaminophen. Langvarig bruk og høye konsentrasjoner av disse kan imidlertid gi blødninger i mage-tarmsystemet. Det er derfor produsert en rekke ikke-steroid COX-2 inhibitorer (COX-2 hemmere) bl.a. Celebrex7, Vioxx7 og Bextra7, men så viste det seg at også Vioxx7 hadde bivirkninger på hjerte og blodomløp. 

  Feber er en naturlig forsvarsreaksjon i kroppen som skal stoppe og bekjempe spredning av infeksjon i kroppen. Man får økt følsomhet for smerte, som bl.a. skal hindre bevegelse av skadet del av kroppen. Febernedsettende midler må derfor brukes med omhu. I noen tilfeller oppstår det kroniske betennelser. Kraftig ekstrem betennelse kan gi autoimmunsykdom, anaflyaktisk sjokk, sepisk sjokk.

Hormoner hos invertebrater

      Kjemiske signalstoffer er nevrotransmittorer, morfogener, vekstfaktorer, cytokiner, sekundære budbringere og hormoner. Aksjonspotensialer kan overføre et signal fra et sted til et annet. Invertebrater har et endokrint system med neurosekresjon, men med få endokrine kjertler,  som regulerer vekst og reproduksjon. Hos invertebrater kan neuroskresjon skje fra hjernen, gonadene, corpus cardiacum bak hjernen like bak aorta, fra et par corpus allatum langs spiserøret og for en forlenget prothoraxkjertel på baksiden av hodet.

Neurohormoner regulerer regenerering hos Hydra og leddormer, fargeendringer i krepsdyr, samt reproduktiv atferd og reproduksjon.  Jo mere avanserte dyrene blir, desto flere neurohormoner og hormonutskillende endokrine kjertler. Hos insekter er det hormoner som styrer vekst og  metamorfose, bl.a. ecdyson og juvenilt hormon. Endring i temperatur aktiverer neuroendokrine kjertler i hjernen som skiller ut hormon som fraktes ned aksoner og lagres i to corpus cardiacum i nærheten av hjernen. Når hormon frigis fra corpora cardiaca så stimuleres prothoraxkjertler og endokrine kjertler i prothorax til å produsere bl.a.  hudskiftehormonet ecdyson. Unge insekter i larvestadiet har et par med kjertler i hodet, corpus allatum (fl.t. corpora allata) som skiller ut juvenilt hormon. Juvenilt hormon undertrykker omvandlingen (metamorfosen), opprettholder larvestadiet slik at insektet kan vokse i størrelse. Ved høye konsentrasjoner av juvenilt hormon vil ecdyson gir større larver. Når konsentrasjonen av juvenilt hormon synker vil ecdyson gir et hudskifte og metamorfose hvor det dannes en puppe. Når juvenilt hormon ikke er tilstede i det hele tatt klekkes puppen og det voksne insektet blir dannet.

Endokrint system hos vertebratene

Det endokrine systemet hos vertebratene samvirker med nervesystemet og omfatter  endokrine kjertler (gr. endon – innen, krinein - atskille) som kan lage og skille ut et eller flere kjemiske signalstoffer: hypothalamus, hypfyselappene, skjoldbruskkjertelen (thyroidea), parathyroidkjertler, binyrene (cortex-bark og medulla-marg), pinealkjertelen, gonadene, og bukspyttkjertel (pankreas). Endokrine celler lager og frigir kjemiske signalstoffer til den ekstracellulære kroppsværsken og deretter til blodet. I tillegg utskiller nyrene erythropoietin (EPO) som stimulerer blodmargen til å lage røde blodceller. Hjertet skiller ut hormoner som regulerer blodtrykk og saltbalanse. Mage-tarmsystemet skiller ut hormoner som regulerer fordøyelsen. Det endokrine systemet hos vertebratene styres direkte eller indirekte av hypothalamus som danner  bindeledd mellom nervesystemet og det endokrine system.  Signalstoffer som virker nær produksjonssystemet kalles parakrine (gr. para - nær, ved siden av), for eksempel histamin som påvirker betennelsesprosessen. Hvis stoffet påvirker cellen som lager det kalles det autokrin.

Hypothalamus og hypofyse (forlapp & baklapp)

    Hypothalamus er en del av diencephalon i forhjernen og ligger like over den ertestore hypofysen. Hypofysen, som sitter i en fordypning i bunnen av skallen like over bakre ganetak, danner et bindeledd mellom nervesystemet og det endokrine systemet. Både hypofyseforlappen og hypofysebaklappen interagerer med nervesystemet, men på litt forskjellig vis. Etter signal fra hjernen eller fra hormoner i blodet skiller hypothalamus ut hormoner som regulerer spesifikke fysiologiske prosesser i kroppen. Hypothalamus inneholder neurosekretoriske celler som når de tar imot signaler fra perifere nerver i kroppen og hjernen, så frigis det hormoner i blodet. Hypofyseforlappen har endokrine celler som blir styrt av nevrohormoner fra hypotalamus, mens hypofysebaklappen  inneholder aksoner fra hypotalamus.  Hypothalamus har en overordnet oppgave som kobler sammen nervesystemet og det endokrine system. På denne måten reguleres kroppstemperatur, sultfølelse, tørste, og smerte. Kommandoene utføres av hypofysen som sender kjemiske signaler til endokrine kjertler. Hypofysen er koblet til hypothalamus via hypofysestilken og  er hos mennesker delt i forlappen og baklappen, men noen vertebrater har en intermediærlapp. Hypofysen skiller ut minst syv forskjellige peptidhormoner.  Hypfysebaklappen (posterior, nevrohypofysen) er en utvidelse av hjernen som henger sammen med hypothalmus med nervebinding. Hypofysebaklappen og binyremargen har sin opprinnelse i nervevev i motsetning til de andre endokrine kjertlene. Hypofyseforlappen (anterior, adenohypofysen) blir dannet fra en utvekst i taket i munnen i embryo, fra epitelvev i fordøyelsessystemet, og henger sammen med hypothalamus med blodkar. Det er to typer neurosekretoriske celler i nervesystemet som frigir hormoner som sirkuleres via blodet. Hypothalamus lager frigivelseshormoner som regulerer hypofysebaklappen, og en annen del lager hormoner som lagres i hypofyseforlappen.

    Hypofysen (glandula pituitaria) ligger i den ventrale delen av mellomhjernen kalt hjernetrakten (infundibulum). I embryostadiet utvikles adenohypofysen fra en utposning (Rathkes lomme) av epitelet i ektodermen i munnhulen, og denne forenes med den nedre delen av hjernetrakten. Forveggen av hypofysen blir tykkere og danner forlappen (pars anterior/pars distalis) laget av epitelceller, mens bakveggen er tynn og danner mellomlappen (pars intermedia).  Forlappen regulerer vekst og andre endokrine kjertler.   Mellomlappen er minst og kan mangle, eller smelte sammen med forlappen og baklappen. Mellomlappen danner hormonet intermedin som påvirker pigmentceller hos fisk, padder og krypdyr. Forlappen og mellomlappen kalles tilsammen adenohypofysen, hvor også begerlappen (pars tuberalis) inngår.  Tropiske hormoner styrer aktiviteten til endokrine kjertler. Hypofyseforlappen syntetiserer flere tropiske peptidhormoner: adrenokortikotropt hormon (ACTH, kortikotropin), thyroidstimulerende hormon (TSH, thyrotropin), follikelstimulerende hormon (FSH), luteiniserende hormon (LH), veksthormon (GH), somatotropin og somatotropt hormon, samt prolaktin. Den delen av hypofysen som utvikles fra hjernevevet infundibulum i hjernen kalles baklappen (pars posterior/pars nervosa) eller neurohypofysen hvor peptidhormonene antidiuretisk hormon og oxytocin blir frigitt.

1) Neurohypofysen/hypofysebaklappen inneholder mange nervetråder som kommer fra hypothalamus i mellomhjernen, og i tillegg nervegliaceller (pituicyter). Baklappen mottar peptidhormoner (9 aminosyrer) bl.a. oxytocin og antidiuretisk hormon (ADH) fra neurosekretoriske celler i hypothalamus. Disse peptidhormonene fra hypothalamus omgis av og pakkes i vesikler og fraktes ned aksoner til baklappen. Vesiklene blir lagret i aksonterminalene og blir frigitt når neuronet aktiveres av et aksjonspotensial og hormonene går deretter over i blodkapillærer.

a) Vasopressin/antidiuretisk hormon (ADH)  som går til nyretubuli og gir sammentrekning av små arterier og kapillærer, blodtrykket stiger og øker utskillelsen av urin. ADH styrer urinkonsentrasjon, vann-, og saltbalanse hos fugl og pattedyr, og gjør at vann kan bli holdt tilbake i nyrene, og urinen blir oppkonsentrert. Hvis sekresjonen av ADH er liten så blir det store volum urin. Det blir økt mengde ADH når blodtrykket synker. ADH øker permeabiliteten og øker reabsorbsjonen av vann i nyrene og på denne måten blir vann holdt tilbake i kroppen. Dette er spesielt viktig i tørketålende dyr som kamel og kengururotte som lever i ørkenstrøk.

b) Oxytocin (oksytosin/oksytocin) som gir sammentrekning av glatt muskelatur i tarmveggen. På slutten av graviditeten blir sanseceller i livmoren aktivert av strekk,  celler i hypothalamus produserer oxytocin som blir fraktet ned hypofysestilken til hypofysebaklappen hvor det blir frigjort, konsentrasjonen av oxytocin i blodet øker og gir kraftige sammentrekninger av livmoren (uterus) under fødselen hos pattedyrene, som stimulerer utdriving av ungen(e)/fosteret. Oxytocin hjelper spermiene opp i genitialtrakten etter kopulering ved muskelsammentrekninger i livmoren. Øker produksjonen av morsmelk fra melkekjertlene. Når nyfødte unger suger på brystvortene sendes det et sensorisk signal til hypothalamus i hjernen som frigir oxytocin. Oxytocin gir sammentrekning av glatt muskelatur slik at melk presses ned i melkekarene, stimulerer melkeproduksjon og får melkekjertler til å produsere melk. Brystsugingen aktiverer berøringsfølsomme sanseceller rundt brystvortene, gjør også at livmoren trekker seg sammen og blir til normal størrelse. Oxytocin gir morsbinding til barnet, og lyd av gråtende barn kan gi økt melkeproduksjon. Hvis produksjonen av oxytocin blokkeres kan moren forkaste tilknytning til den nyfødte. Klemme- og kosehormonet oxytocin er viktig i parbinding mellom foreldre, men medvirker også i gruppetilhørighet, solidaritet og knytning av bånd mellom familie og venner.

2) Adenohypofysen/forlappen er regulert av frigivelseshormoner fra hypothalamus og lager flere peptidhormoner og proteiner. De frigivende og hemmende hormonene fra hypothalamus regulerer produksjon og utskillelse (sekresjon) av hormoner fra forlappen. Neurohormoner fra hypothalamus går over i blodkapillærer og ut i portårer som kobler sammen hypothalamus og forlappen. I forlappen deler portårene seg og frigivende og hemmende hormoner kommer ut i vevet i forlappen.  Pro-opiomelanokortin er et stort protein som kan deles i forskjellige typer aktive peptidhormoner: Adrenokortikotropin; melanocyttstimulerende hormon som gir økt produksjon av pigmentet melanin, samt endorfiner og enkefaliner som deltar i smertekontroll.

a) Thyreotrope hormon er tropiske hormon som gir økt utskillelse av hormon fra skjoldbrukskjertelen. Tropiske hormon påvirker endokrine kjertler. Ved høy konsentrasjon av insulin senkes nivået av thyreotropin fra hypofysen. Hypothalamus produserer et thyroidfrigivende hormon som går via blodårer til hypofysen, og som deretter lager thyroidstimulerende hormon som får bukspyttkjertelen til å lage thyroidhormon (thyroxin) som aktiverer oksidativ respirasjon.

b) Adrenokorticotrope hormon (ACTH)/kortikotropin får binyrebarken til å produsere kortikosteroidhormoner f.eks. kortisol. Mengden kortisol øker ved skader, infeksjon og påkjenninger. Noen regulerer saltbalansen mellom natrium og kalium. Noen regulerer overgangen fra fett til glukose, og noen påvirker hannlige kjønnskarakterer.

c) Gonadotrope hormoner:

1) Luteiniserende hormon (LH) er et glykoprotein som deltar i menstrasjonssyklus hos hunner og stimulerer eggløsning og dannelse av corpus luteum. Deltar i spermatogenese og får testiklene til å produsere testosteron som gir hannlige kjønnskarakterer.

2) Follikelstimulerende hormon (FSH) er et tropisk hormon (gonadotropin) i menstrasjonssyklus som gir vekst av eggfollikler, og får testiklene til å utvikle sperm. Hvis det lages flere fostere samtidig, kan et foster bli påvirket av hormoner fra søsken. F.eks. kan hunnkalv sammen med hannkalvtvilling bli steril. Rotter og mus legger flere egg i en tohornet livmor (uterus bicornatus), og fostere blir liggende på rekke i hver arm.

d) Prolaktin er et peptidhormon fra fremre hypofyse som stimulerer melkesekresjon hos pattedyr, og gir vekst av melkekjertlene. Gir følelse av seksuell tilfredsstillelse. Prolaktin har kjemisk strukturlikhet med veksthormon. Det finnes prolaktinfrigivende og hemmende hormoner. Prolaktin har fått forskjellige funksjoner under evolusjonen. Hos fugl påvirker prolaktin reproduksjon og metabolisme av fett. Prolaktin regulerer osmotisk balanse hos ferskvannsfisk, og deltar i tilbakevending til fødeelven hos katadrome fisk. Hos amfibier deltar prolaktin når de vender tilbake til parringsområder, stimulerer eggkanaler og eggele. Hod noen deltar prolaktin i utvikling av seksuelle karakterer. Prolaktin gir økt vekst av larvene hos amfibier og forsinker metamorfosen.

 

e) Veksthormon (GH) ("growth hormone") er et proteinhormon som påvirker vekst og anabolisme. GH gir indrekte vekst ved at det får celler i lever og annet vev til å lage peptider kalt insulinlignende vekstfaktorer (IGF). IGF gir vekst i skjelettet ved å stimulere bruskdannelse i beina, og stimulerer anabolisme og vekst i organer ved å øke proteinsyntesen. Ved hypo- eller hypersekresjon blir målcellene under- eller overstimulert.   For liten produksjon og sekresjon av veksthormon gir dvergvekst og oversekresjon i barndommen gir kjempevekst (gigantisme). Akromegali skyldes at hormonmengden øker seinere i livet etter at man er blitt voksen og gir tykkere bindevev med store hender, føtter, nese og fjes. Somatotropin er et veksthormon som aktiverer vekst av bein og muskler. Veksthormon produseres i pulser gjennom dagen, og frigivelsen av veksthormon styres av veksthormonavgivende hormon (veksthormonfrislipphormon, veksthormonfrigivendehormon) (GHRH (growth hormone releasing hormone)) fra hypothalamus, som får forlappen i hypofysen til å produsere somatotropin. Det hemmende signalet fra hypothalmus er veksthormonhemmende hormon (GHIH; growth  hormone inhibiting hormone)) kalt somatotropin.  Høy konsentrasjon av veksthormon i blodet får hypothalamus til å skille ut GHIH og forlappen bremser ned frislippet av veksthormon. Lav konsentrasjon av veksthormon i blodet får hypothalamus til å skille ut GHRH og stimulerer derved hypofyseforlappen til å skille ut veksthormon. Samtidig øker konsentrasjonen av aminosyrer og sukker som er nødvendig for veksten. Veksthormoner får leveren til å skille ut somatomediner som stimulerer vekst av brusk og bein. Barn i vekstfasen trenger mye søvn, trening og riktig diett for å få normal vekst. Trening øker utskillelsen av veksthormon bl.a. fordi sukkerkonsentrasjonen synker under den fysiske anstrengelsen. Veksthormon skilles ut etter dyp søvn. Stress kan påvirke konsentrasjonen av veksthormon, og stress hvor barn ikke får leke og ikke blir vist god nok omsorg kan lede til pyskososial dvergvekst. Thyroidhormoner er også nødvendig for normal produksjon av veksthormon.  Hypofysedvergvekst skyldes m,angel på veksthormon fra hypofysen eller at leveren lager for lite insulinlignende vekstfaktor (IGF).

f) Melanocyttstimulerende hormon (MSH) får epidermis til å skifte farge hos fisk, amfibier og reptiler. Fargen endres ved konsentrasjon og spredning av kromatoforer og deltar i kamuflasje av dyret.  Melanocytter inneholder melaninpigmenter. Produksjonen av veksthormon, melanocytthormon og prolaktin styres via frigivende og hemmende signaler fra hypothalamus.

g) Endorfiner (enkafaliner) er endogene morfiner som hemmer smerte bl.a. ved barnefødsel,  og gir humør og velvære (eufori). Det finnes forskjellige typer endorfiner (opioider): Propiomelanokortin, enkefaliner og dynorfiner.

Enkefaliner er peptidhormon  som deltar i afferente (innkommende) impulser fra smertereseptorer. Enkefaliner lages fra proenkefalin som inneholder 267 aminosyrer, som kan deles i fire met-enkefaliner og andre peptider. 

Endorfiner er peptidhormoner med 32 aminosyrer som påvirker følelsesresponser i hjernen. Propiomelanokortin er et stort peptid som kan deles opp og gi forskjellige aktive peptider og danner utgangspunkt for β-endorfin, stresshormonet adrenokortikotropt hormon og melanocytstimulerende hormon. My, delta og kappa er reseptorer for opioider. Heroin binder seg til myreseptoren.  Morfin etterligner endorfiner og gir smertelindrende effekt (analgese). Metadon binder seg til myreseptoren, men har en halveringstid på opptil 24 timer, mens heroin/morfin har en mye kortere halveringstid.

Endorfiner minsker urinutskillelse ved å øke utskillelsen av ADH.

Skjoldbruskkjertel – insulin, glukagon og kalsitonin

   Skjoldbruskkjertelen (glandula thyreoidea) anlegges som en utbuktning fra den ventrale veggen i svelget eller gjelletarmen. Kjertelen kan være homolog med den flimmerdekkete rennen (endostylen) som leder mat i gjelletarmen hos primitive dyr. Hos pattedyrene har skjoldbruskkjertelen to lapper som er forbundet på forsiden av luftrøret. Den inneholder mange follikler med en lumen omgitt av epitelceller,  med to celletyper som lager hvert sitt hormon. Hormonet tyroksin blir laget av epitelcellene som omgir follikler og hormonet kalsitonin som deltar i regulering av kalsiuminnholdet i blodet lages av celler mellom folliklene. Tyroksin er et viktig signal for regulering av metabolismen. Det lages først som et glykoprotein, thyroglobulin, som pakkes i vesikler og som tas opp av follikelcellene ved endocytose. Follikelcellene tar opp jodid fra blodet. Hvert thyroglobulin inneholder ca. 10 tyrosin, og vesiklene inneholder også et enzym som katalyserer jodifisering av tyrosin. Jod akkumuleres i skjoldbrukskjertelen som inneholder blærer (follikler) med jodproteinet thyroglobulin, jodifisering av fire seter gir jodaminosyren tyroksin (T4) med fire jodid og trijodtyronin (T3) med tre jodid, og begge lages fra aminosyren tyrosin. Thyroksin er mest aktivt hos pattedyr. Jodaminosyrene  avgis til blodet og er hormoner. Skjoldbruskkjertelen er viktig for vekst og utvikling, og er nødvendig for greining av nerveceller under utviklingen av hjernen i embryo, og for celler som danner bein. Skjoldbrukskjertelen skiller ut ca. 10 ganger så mye T4 som T3, men T3 er mer aktivt enn T4. T4 kan omdannes til T3 katalysert av enzymet dejodidase. Dejodidase kan omforme T4 til inaktivt revers T3. T3 kan bli dejodifisert til intaktivt T2 eller T1.  T3 og T4 øker metabolismen og er nødvendig for normal vekst og syntese av proteiner og enzymer.

    Aktiviteten til skjoldbruskkjertelen er et viktig styringsverktøy for metabolismen i pattedyr. Mengden thyroidhormon reguleres via negativ tilbakekobling mellom hypofyseforlappen og skjoldbruskkjertelen. Tyroidstimulerende hormon (TSH, thyrotropin)  laget i hypofyseforlappen (anterior, adenohypofysen)  aktiverer de thyroidproduserende follikelcellene.  Hvis det er høy konsentrasjon av T3 og T4  så skiller forlappen ut mindre thyroidstimulerende hormon (TSH) og derved synker konsentrasjonen av T3 og T4. Hypothalamus blir også påvirket ved å hemme sekresjonen av tyroidfrigivende hormon (TRH). Tyroidfrigivende hormon (TRH) blir laget i hypothalmus og blir fraktet via blodet til hypofyseforlappen. Hvis det derimot er lav konsentrasjon av thyroidhormon så skiller forlappen ut mer TSH, noe som resulterer i økt syntese og sekresjon av T3 og T4.  Mengden TRH er styrt av omgivelsesfaktorer som temperatur og daglengde. Hvis det er svært kaldt og man fryser registreres dette av kuldereseptorer som sender beskjed til hypothalamus om å øke utskillelsen av TRH og derved øker kroppstemperaturen når metabolismen (stoffskiftet) skrus opp.  Thyroksin er fettløselig og kommer lett inn i celler, bindes til reseptorer i cellekjernen, og gir transkripsjon av flere enzymer som øker metabolismen.

 

Hvitt fettvev lagrer fett, men brunt fettvev blir brunfarget av cytokrom i mitokondriene. Brunt fettvev inneholder avkoblerprotein i elektrontransportkjeden som gjør at fett blir omsatt til varme, i stedet for ATP.  Brunt fettvev finnes hos nyfødte, hibernerende dyr og kuldepåvirkete voksne. Hormonet irisin fra muskler gir metabolske og strukturelle endringer, bl.a. ser det ut til at hvitt fettvev kan bli omdannet til brunt fettvev ved trening av muskler. Grunnen til at  noen voksne alltid er tynne kan skyldes brunt fettvev.

   Hyperthyriodisme skyldes for stor utskillelse av tyroidhormon med tilhørende økt høy metabolismerate, hetetokter, med tilhørende vekttap, og kan bl.a. gi Basedows sykdom og Graves sykdom (autoimmunsykdom hvor antistoffer bindes til TSH reseptorene på follikelcellene og gir ukontrollert frigivelse av thyroxin). Graves sykdom gir bl.a. utstående øyne fordi væske og fett oppsamles bak øyeeplene.  

 

For liten produksjon av tyroidhormonene T3 og T4 (hypothyroidisme) kan gi sykdommene myxødem, letargi eller kretinisme hos mennesker. Mangel på jodid (I-) gir et høyt nivå med TSH og det lages mye thyroglobulin som blir lite jodert.   Myxødem skyldes lav metabolisme, og man blir kuldefølsom. Hypothyroidisme i barndommen med lav metabolisme kan gi kretinisme med dårlig fysisk og mental utvikling. Hos voksne kan det føre til at man er konstant søvning og føler seg mentalt sløv.

    Skjoldbruskkjertelen kan øke i størrelse (hypertrofi) på grunn av de negative tilbakekoblingsmekanismene som styrer thyroksinnivået og forårsake struma hvis det blir mangel på jodid eller for mye. Vanligvis er jodid tilsatt bordsalt i industrialiserte land.  Skjoldbruskkjertelen styrer forvandlingen (metamorfosen) fra rumpetroll til frosk.

    Fra atombombesprengninger (vesentlig på 1950- og 1960-tallet) og ulykker i kjernekraftverk blir det produsert radioaktivt jodid med relativt kort halverdingstid. Jod er flyktig og de radioaktive jodisotopene er derfor noen av de første som sprer seg etter et kjernekraftuhell.  For å hindre at skjoldbruskkjertelen tar opp radioaktivt jodid som gir stråleskader etter et uhell i kjernekraftverk kan kroppen tilføres jodid via jodpiller, men som alltid, man må passe på konsentrasjonene fordi høye konsentrasjoner av jodid er giftig.

  Innholdet av kalsium (Ca2+) i blodet er regulert innen snevre grenser. Synker konsentrasjonen av kalsium gir dette overeksitering av nervesystemet og muskelspasmer. Er kalsiumkonsentrasjonen høy deaktiveres nervesystemet og gir muskelsvakhet, inkludert hjertemusklene. Omtrent 99% av alt kalsium i kroppen finnes i beinvevet. Det er et lavt kalsiuminnhold i cytoplasma, og  åpning og lukking av kalsiumkanaler i cellemembranene er et viktig styringssignal i cellene. Omtrent 0.1% av alt kalsium befinner seg i den ekstracellulære kroppsvæsken, ca. 1% i cellene. Nivået av kalsium blir regulert ved absorbsjon eller frigivelse av kalsium fra beinvev, nyrer eller fordøyelsessystem, og er styrt av tre forskjellige hormoner: kalsitonin, parathyroidhormon og kalsitriol laget fra vitamin D3 som kommer via mat eller sollysbestråling av kroppen.

  Kalsitonin (calcitonin) er et peptidhormon som blir laget i celler mellom folliklene, blir utskilt fra skjoldbruskkjertelen og senker konsentrasjonen av kalsium i blodet ved styring og omsetning av bein, og påvirker således beinbygningen. Osteoklaster er celler som bryter ned bein og frigir kalsium til blodet. Osteoblaster tar opp kalsium og bygger opp bein. Kalsitonon minster aktiviteten til osteoklaster og derved frigis kalsium fra blodet. Hvis det er høy konsentrasjon av kalsium i blodet frigis kalsitonin og hemmer tap av kalsium fra beinvevet. Hvis det er lite kalsium i blodet blir kalsium utskilt fra beinvevet og blir reabsorbert fra nyretubuli. Kalsitonin aktiverer vitamin D som øker opptaket av kalsium fra tynntarmen.

Parathyroidkjertlene

   Epitellegemene (glandulae parathyreoideae) anlegges atskilt på utsiden (fisk, krypdyr, amfibier) eller i bindevevet i fire små strukturer i den bakre overflaten av skjoldbruskkjertelen (pattedyr). Oppstår i embryostadiet som utvekster fra anleggene som gir gjellespalter.  Epitellegemene skiller ut paratyroidhormon (PTH)  som regulerer inneholdet av kalsium og fosfor i blodet og mellom celler (interstitiell væske), og har derved også betydning for utvikling av beinvevet. Paratyroidhormon, også kalt parathormon, er viktig for regulering av kalsiuminnholdet i blodet. Kalsium i blodet aktiverer reseptorer i cellemembranen i paratyroidcellene. Aktive reseptorer hemmer syntese og frigivelse av PTH. Syntesen aktiveres hvis kalsiumkonsentrasjonen synker. PTH øker innholdet av kalsium (Ca2+) i blodet og er avhengig av vitamin D. Vitamin D (kolekalsiferol, D3) er et hormon, selv om navnet indikerer noe annet.  PTH virker antagonistisk til kalsitonin som gir lavere konsentrasjon av kalsium. I nyrene vil PTH aktivere reabsorbsjon av kalsium, ved å stimulere nyrene til å absorbere vann i stedet for at det går til urinutskillelse. PTH aktiverer omsetningen av bein via osteoblaster og osteoklaster. PTH kan få osteoklaster til å bryte ned bein og frigi kalsium til blodet.  Parathyroidhormon som regulerer opp kalsiumkonsentrasjonen (Ca2+) i blodplasma er eksempel på et hormon som ikke kommer fra hypothalamus. PTH har signaloverføringsvei via G-protein og syklisk AMP (cAMP). Peptidet kalsitonin fra skjoldbruskkjertelen virker som en antagonist til parathyroidhormon.  Hyposekresjon av parathyroidhormon kan gi ukontrollert avfyring av nerver med tilhørende spasmer. For høy sekresjon kan gi svake bein, samt utvikling av nyrestein. 

Kalsitriol (calcitriol) øker innholdet av kalsium i blodet.

Kalsiferol blir laget ved UV-bestråling av kolesterol. Kalsiferol blir omdannet til kalsitriol i nyrer og lever, aktivert av paratyroidhormon. Kalsitriol gir økt absorbsjon av kalsium fra maten i tarmen.  Innholdet av kalsium og uorganisk fosfat (Pi) i blodet har konsentrasjoner som ligger like under utfelling av kalsiumfosfat. Kalsiumfosfatutfellinger kan gi nyrestein, og gi utfellinger i arteriene som gir stive lite fleksitble årevegger. Paratyroidhormon senker nivået av fosfat i blodet, ved å øke utskillelsen av fosfat via urin. Når PTH stimulerer frigivelse av kalsium fra beinvev frigis også fosfat. Ergokalsiferol er vitamin D3 i planter.

Binyrer og stress (binyremarg og binyrebark)

    Binyrene (glandulae adrenales) er gulfargete organer av forskjellig form som ligger i den øvre delen av nyrene. Hos bruskfisk er det mellom nyrene langsgående interrenallegemer dannet fra epitel i mesodermen. På utsiden av disse finnes en rekke med suprarenallegemer fra ektodermen som inneholder kromaffine celler som farges av krom pga. innholdet av adrenalin. Binyrene hos pattedyr er to kjertler i en,  som består av en indre binyremarg (medulla) og en ytre binyrebark (cortex) utviklet fra forskjellig vev under embryoutviklingen.  Hos amfibier, krypdyr, fugl og pattedyr kombineres noen av interrenallegemene seg med noen av suprarenallegemer og danner binyrer. Interrenallegemene danner ytterbarken (cortex) og vevet fra suprarenallegmene danner binyremargen. Restene av suprarenlegemene danner paraganglier.

Binyremargen (medulla) er neuroendokrin, er utviklet fra nervevev, styres av nervesystemet,  og er koblet til det sympatiske nervesystemet. I alarmreaksjon lager og skiller binyremargen ut katekolaminer (adrenalin (epinefrin) og noradrenalin (norepinefrin)) laget fra aminosyren tyrosin. Katekolaminer er et samlebegrep for dopamin, adrenalin og noradrenalin som blir biosyntetisert fra den aromatiske aminosyren tyrosin. Under stress, bekymring og fare sendes hjernen signal til binyremargen via sympatiske nerver som skiller ut acetylcholin. Dette gjør at margen skiller ut mest epinefrin, men under normale betingelser ca. likt av hver.  Epinefrin regulerer sammentrekningen av små arterier og blodtrykket. Norepinefrin virker også som neurotransmittor i sympatiske neuroner og i noen neuroner i sentralnervesystemet.  Norepinefrin og epinefrin virker som et alarm- og stresssignal, og styrer konsentrasjonen av blodsukker. Disse gir økt hjerteslagsfrekvens, økt blodtrykk og økt blodstrøm til hjerte, muskler og lunger.  I alarmreaksjonen overføres blod til organer som trenger dem mest, hjerte og muskler, mens det går mindre blod til nyrer og fordøylsessystemet. Blod trekkes vekk fra blodårene i huden (Ahvit av redsel@) og dette gir også en fordel hvis det skulle oppstå ytre skader, slik at blodtapet reduseres. Hjerteslagsfrekvensen øker, og muskelkontraksjonene blir kraftigere. Under anstrengelser og stress skilles adrenalin (epinefrin) ut i blodet. Langvarig produksjon av korisol og glukokortikoide hormoner sammen med høy aktivitet i det sympatiske nervesystem gir økt blodtrykk, dårlig fordøylese og nedsatt immunforsvar. Det skjer samtidig aktivering av muskler og omdanning av glykogen til glukose i muskler og lever. Under stressituasjonen blir fett nedbrutt til fettsyrer. Det parasympatiske nervesystemet er mest aktivt ved hvilke, gir lavere hjerteslagsfrekvens og økt sekresjon av fordøyelsesenzymer gir økt fordøyelse.

 

Adrenalin og noradrenalin er vannløselige og bindes til α- og β- adrenerge reseptorer på målcellene. Alfa-adrenerge reseptoer binder noradrenalin sterkest, mens beta-adrenerge reseptorer binder adrenalin og noradrenalin omtrent likt.  Hjertet har bare β-adrenerge reseptorer, mens glatt muskeltur og kjertler har både α- β-adrenerge reseptorer. Betablokkere hemmer beta-adrenerge reseptorer og gir mindre følelse av redsel og sceneskrekk, og motvirker tørr munn og økte hjerteslagfrekvens. Betablokkere reduserer fluktresponsen som skyldes adrenalin uten å ødelegge for bindingen av noradrenalin til alfa-adrenerge reseptorer.

 

   Binyrebarken (cortex)  lager og skiller ut steroidhormoner (kortikosteroider) fra kolesterol og forkomponenter for kjønnshormoner. Steroidhormoner (glukokortikoider, mineralkortikoider, kjønnshromoner) blir laget under overstyring av kortikotropin laget i hypofyseforlappen.  Kjønnshormoner styrer seksuell utvikling, atferd og anabolisme. Voksne lager lite kjønnshormoner i binyrebarken, men hvor det meste blir laget i gonadene (testikler og eggstokker). Hos hanner og hunner blir det dannet androgener. Noen celler lager testosteron og noen lager estradiol (østrogen). Hos hanner/menn er androgenproduksjonen i binyrebarken av mindre betydning siden testosteron lages i større mengde i testiklene. Binyrebarken består av tre lag, fra ytterst til innerst: zona glomerulosa, zona fasciculata og zona reticularis.

   Det er to hovedtyper kortikosteroider hos mennesker som bruker kolesterol til å lage:

1) Glukokortikoider f.eks. kortisol (cortisol, hydrokortison).  Glukokortikoider påvirker konsentrasjonen av glukose i blodet og metabolismen av karbohydrater, protein og fett. Adrenalin (epinefrin) gir utskillelse av kartikotropin (adrenokortikotropt hormon, ACTH) fra hypofyseforlappen som aktiverer frigivelse av glukokortikoider fra binyrebarken. Frigivelse av ACTH styres av kortikotropinfrigivende hormon (CRH). Virkningen av ACTH gir nysyntese av kortisol som ikke blir lagret i vesikler, er alltid klar til bruk, bindes til bærerproteiner som gir langvarig effekt. Kortisolnivået styres av ACTH og CRH. Kontinuerlig stress gjør at tilbakekoblingsmekanismene som skal styre konsentrasjonen av kortisol virker ikke, og kortisol gir tilbakevirkning via celler i hippokampus. Hvis kortisolkonsentrasjonen ikke synker kan dette spesielt hos eldre gi problemer med fordøyelse, hjerte og immunsystem, noe som øker muligheten for kreft og slag. Det er ting som tyder på at avslapning, yoga og ”stubbeterapi” i naturen senker nivået av kortisol.

 

Glukokortikoider som kortisol har mer langtidseffekt enn epinefrin, og gjør at metabolismen påvirkes og bl.a. protein, omdannes til sukker. Glukokortikoidene som lages i midtlaget i binyrebarken sørger for at kroppen får nok næring under situasjoner med stress og aktiverer glukoneogenesen (revers glykolyse). Aminosyrer fra protein blir fraktet til levercellene og blir omdannet til sukker. Fettreservene i form av triacylglyderider brytes ned av lipase til fettsyrer og glycerol. Glycerol kan omdannes til sukker, og sukkerkonsentrasjonen i blodet stiger.  Celler som ikke deltar i stressresponsen minsker bruken av glukose i blodet, men bruker i stedet fett og protein. Det er bare planter og bakterier som kan omdanne fett og fettsyrer til sukker via glyoksylatsyklus). Binyrebarken virker derved som et reservesystem hvis det er stort behov for ekstra energi til cellene i kroppen.  Glukokortikoider som kortisol har betennelsesdempende effekt ved at det hemmer immunsystemet. Noen legemidler etteraper kortisol for å senke aktiviteten til immunsystemet ved allergi og betennelser, men man bør være meget forsiktig med langvarig bruk av disse. 

 

2) Mineralkortikoider f.eks. aldosteron som påvirker væskebalansen ved å regulere saltbalansen ved å ta vare på og øke reabsorbsjonen av natrium (Na+) og klorid (Cl-), og aktiverer utskillelsen av kalium (K+) i nyrene. Aldosteron får nyrene til å reabsorbere mer natrium og skille ut mer kalium. Dette gjør at konsentrasjonen av natrium øker i den ekstracellulære væsken, og blodtrykket og blodvolumet øker. Hvis binyrebarken ikke lager nok aldosteron blir store konsentrasjoner natrium skilt ut med urinen. Vann tapes sammen med natrium og blodtrykket kan synke betydelig.  Mineralokortikoider samvirker med hormoner utskilt fra lever og nyrer.

 

Hos mennesket er det en nær sammenheng mellom immunsystemet og nervesystemet, og neurosekretoriske celler kan derved påvirke et sykdomsforløp. Det er velkjent at føler man seg deprimert og tilsidesatt så blir man lettere syk, og det er vanskeligere å bli kvitt en sykdom sammenlignet med om man er en optimist av natur med positiv innstilling til livet.  Det er mulig å dø av sorg.  Hvis man har  stressfylte arbeidsdager fram mot en ferie holder man seg frisk helt til siste arbeidsdag, men da stresset forsvinner endres hormonnivået og man blir lett usatt for sykdom. En omtenksom samtale med en medfølende og omsorgsfull person kan bedre et sykdomsbilde. Er man syk kan et legebesøk med en beroligende samtale  i seg selv gjøre en frisk uten hjelp av medisiner. Dette er deler av placeboeffekten, navn etter narremedisin uten virkestoff som allikevel gir helbredelse og at man føler seg bedre. Healere, klarsynte, heksedoktorer, sjamaner kan gi helbredelse av psykosomatisk sykdom ved hjelp av placeboeffekten. Det samme gjelder vann fra helbredende kilder (e.g. Lourdes). En gang i tiden trodde man at radioaktive vannkilder var helsebringende.  Marcello Haugen (1878-1967) ved Svarga ved Lillehammer var en synsk naturlege som mange hadde tiltro til. Anna Elisabeth Westerlund (1907-1995) var en annen, og siste skudd på denne stammen er ”snåsamannen” Joralf Gjerstad (f.1926) som mange ukritisk flokker seg rundt. Dessverre er det altfor mange som tror at personer med såkalte "varme hender" har magiske mystiske overnaturlige krefter som kurerer sykdom og påvirker "energistrømmen" i kroppen. Manglende naturkunnskap og realisme gir lett grobunn for irrasjonell tro, og fritt fram for sjarlataner, kvakksalvere og humbugmakere. Dette synes å være spesielt et norsk fenomen som gir grunn til refleksjon.  Enkelte urfolk mener i sin naivitet å ha større evne til å besitte ”kunnskap” om de mytiske og ”mystiske kreftene” i naturen, som oss vanlige ikke har. Hvis de klartsynte er så gode som de hevder burde de lett kunne se neste ukes vinnerrekke i Lotto. De fleste går til alternative behandlere når de føler seg syke og nedfor, men regresjon mot gjennomsnittet (et resultat av sentralgrenseteoremet og normalfordelingskurven) gir forklaring på hvorfor man føler seg bedre etter et slikt besøk, og mange tjener mye penger på denne form for humbug. Det ser ut til at folk ønsker å bli bedratt, og er man syk og ingenting virker og gir bedring er man villig til å prøve alt.  

Imidlertid er det andre aspekter ved immunsystemet og dets signalveier og hjelpeceller: autoimmunsykdommer og immunceller som bidrar til spredning av kreftceller.

Alle typer stress får hypothalamus til å skille ut kortikotropinfrigivende faktor (CRF) som får hypofyseforlappen til å skille ut adrenokootikotropt hormon (ACTH). ACTH vil raskt regulere sekresjonen av glukokortikoider og aldosteron. I fravær av stress vil det være høy konsentrasjon av kortisol i blodet og dette vil hemme sekresjonen av CRF fra hypothalamus og sekresjon av ACTH fra hypofysen. Hvis det er lav konsentrasjon av kortisol i blodet vil det være vanskeliger å regulere sukkerkonsentrasjonen i blodet og det er lettere å bli utsatt for sykdom.  

Glukokortikoider hemmer produksjonen av prostaglandiner som deltar i betennelsesreaksjoner og reduserer derved betennelser ifm. allergireaksjoner, infeksjoner og artritt og noen krefttyper. Betennelsen reduseres også ved å minske permeabiliteten i blodkapillærene og derved minker hevelsen. Glukokortikoider reduserer også effekten av histamin.

   Hydrokortisonpreparater brukt over lang tid vil gi skadelige effekter. Glukokortikoider reduserer produksjonen av interleukin 1, og derved blokkeres cellemediert immunrespons som lettere kan medføre infeksjoner. Evnen som lysosomene har til å fjerne fremmedstoffer blir også redusert. Kan bidra til diabetes, økt blodtrykk og aterosklerose. For mye glukokortikoider via sykdomstilstand eller tilført via legemidler kan gi Cushings sykdom, hvor ødem gir rundt måneansikt. Glukosekonsentrasjonen stiger, noe som medfører diabetes.

   Addisons sykdom skyldes ødelagt binyrebark som lager for lite kortisol og aldosteron.

Pinealkjertelen, biologiske rytmer og melatonin

    Pinealkjertelen (l. pineus - Pinus (furu), henspiller på kongleformet) er en ertestor del av epithalamus i tilknytning til første hjerneventrikkel, skiller ut melatonin om natten når det er lite lys. Pinealkjertelen ligger mellom de to hemisfærene og er koblet til hjernen med en stilk.  Aminohormonet melatonin syntetiseres fra aminosyren tryptofan i celler kalt pinealcyter og deltar i biologiske og reproduktive rytmer tilknyttet årstidene og daglengde, bl.a. seksuell modning og årlig reproduksjonssyklus. Hos mennesker gir mørke og lite lys økt produksjon og sekresjon av melatonin som gjør at det blir lettere å sove. Mengde melatonin deltar i søvnløshet og Ajet-lag@. Hos pattedyr sendes det beskjed fra den suprakiasmatiske kjerne til pinealkjertelen med beskjed om å lage melatonin.  Melatonin deltar i biologiske rytmer hos vertebrater, hvor bl.a. pels- og fjærdrakt sommer og vinter, samt reproduksjon blir styrt av daglengde via melatonin. Den gule flekk i øyet inneholder også blåttlysreseptorer.

Man har nylig oppdaget to nye peptidhormoner hypokretin eller oreksin, finnes i to former oreksin A og oreksin B. Oreksin blir laget i noen få celler i hypotalamus, derav navnet hypokretin, og at det har noen likhetstrekk med sekretin. Hypokretin/oreksiner koblet til apetitt og søvn. Hvis immunsystemet går til angrep på de hypokretinproduserende cellene, og det blir lave konsentrasjoner av hypokretin  kan dette gi narkolepsi.

Gonader (kjønnskjertler)

    Gonadene (testikler og eggestokker) lager kjønnshormoner og kjønnsceller (henholdsvis sperm og egg). Kjønnshormonene påvirker utviklingen av kjønnsorganene, de sekundære kjønnskarakterene og periodisk brunst og reproduksjonssyklus. Steroidhormonene er i lave konsentrasjoner i juvenilt stadium, men øker ved puberteten i 12-13-årsalder. Kjønnshormonene bestemmer om embryo blir utviklet til fenotypene hann eller hunn. Hos mennesket er gonadene udifferensierte til ca. uke 7.Kjønnssteroidhormonene som utvikler i hannlig retning kalles androgener (gr. aner - hann; gennaein - produsere), og de i hunnlig retning kalles østrogener (østrogen og progesteron). Østrogenet estradiol blir laget fra testosteron katalysert av an aromatase. Progestiner forbereder livmoren til å ta imot et befruktet egg. Det gule legeme (corpeus lutem) danner progesteron. Androgener, østrogener og progestiner lages i gonadene hos begge kjønn, men forholdet mellom dem varierer hos de to kjønnene. Forlappen i hypofysen lager gonadotropiner (follikkelstimulerende hormon og luteiniserende hormon), og som regulerer mengden androgener og østrogener.Aktiviteten til gonadene er regulert av de tropiske homoner luteiniserende hormon (LH) og folikkelstimulerende hormon (FSH), kalt gonadotropiner. Produksjonen av gonadotropiner i hypofyseforlappen styres av gonadotropinfrigivende hormon (GnRH) laget i hypothalamus. Før puberteten lager hypotalamus lave konsentrasjon med GnRH, men øker under puberteten. Hos hunner gir stigning i LH og FSH sekundære kjønnskarakterer som større bryster, bredere hofter, subkutant fett, pubeshår og menstruasjonssyklus. Hos hanner gir LH økt mengde testosteron i testiklene med sekundære kjønnskarakterer som skjeggvekst, pubeshår, dypere stemme, økt vekst av bein og skjelettmuskelatur. FSH stimulerer produksjonen av sperm.     Det viktigeste andogenet er testosteron som utskilles av interstitielle celler (Leydigceller) som ligger mellom sædkanalene. I fosterstadiet bestemmer androgener om det skal bli gutt eller jente.  Høy konsentrasjon av androgener i puberteten fremmer de sekundære hannlige kjønnskarakterer. Kastrasjon med fjerning av testiklene påvirker kjønnskarakterer og kjønnsdrift.

   Østradiol er det viktigste av østrogenene, og dannes i follikelceller på eggstokkene (ovariene). Østrogener fremmer dannelsen av sekundære hunnlige kjønnskarakterer. Planter kan lage stoffer som gir østrogeneffekt (fytoøstrogener). Østrogener anvendes medisinsk for å redusere plager med overgangsalderen (menopausen) hos kvinner, men har vist seg å bringe med seg uheldige bieffekter.

Hos gravide hunner og drektige hopper finnes store mengder hormoner i urinen.

Bukspyttkjertelen (pankreas), insulin, glukagon og blodsukker

   Hjernecellene er avhengig av jevn og stabil tilgang på glukose via blodårene. Hjernen har ikke evnen til å omdanne fett eller aminosyrer til sukker. Når glukoseinnholdet går ned i blodet registreres dette av grupper av epitelceller som ligger i kjertelvevet i bukspyttkjertelen (pankreas) kalt de Langerhanske øyer. Hver av øyene inneholder alfaceller (α-celler) som lager og skiller ut hormonet  glukagon, og betaceller (β-celler) som lager og skiller ut proteinhormonet insulin, bestående av 51 aminosyrer, samt deltaceller (δ-celler) som lager hormonet somatostatin. Somatostatin har en parakrin funksjon som hemmer frigivelse av insulin og glukagon. Resten av cellene i pankreas er eksokrint cellevev som skiller ut enzymer som deltar i fordøyelsen. Utenfor pankreas virker somatostatin som et hormon som forsinker fordøyelsen og utvider perioden for næringsopptak i tarmen. Somatostatin blir også laget i små mengder i hypotalamus, fraktes til hypofyseforlappen hvor det hemmer frigivelse av veksthormon og thyrotropin.

Sekretin er et peptidhormon som deltar i vannbalansen i kroppen og regulerer utskillelsen fra mage, bukspyttkjertel og lever. Sekretin regulerer pH i tolvfingertarmen ved å skille ut bikarbonat (HCO3-) i fordøyelsesveksen i pankreas (bukspyttkjertelen) som nøytraliserer syren fra magesekken. Sekretin hemmer også utskillelse av syre i magesekken, men deltar også i utskillelsen av galle fra lever og emulgering av fett. Sekretin samvirker med peptid hormonet kolecystokinin i fordøyelsen av fett og protein. 

 Sekresjon av glukagon og insulin, som har omtrent motsatt virkemåte, påvirkes av sukkerkonsentrasjone og samvirker i reguleringen av konsentrasjonen av glukose i blodet.  Etter et måltid stiger konsentrasjonen av glukose i blodet, konsentrasjonen av insulin stiger og glukose blir fraktet til til celler og lagret somglykogen eller fett, samt går til den generelle drift av cellene via glykolyse, trikarboksylsyresyklus, oksidativ pentosefosfatvei, og elektrontransportkjeden. Når glukosekonsentrasjonen synker, synker nivået av insulin, glukagon stiger, levercellene bryter ned glykogen og fett til sukker som opprettholder metabolismen.    Insulin stimulerer celler i lever og muskler samt fettceller til å ta opp glukose som blir lagret i form av glykogen. Glykogen er et sterkt greinet molekyl som består av glukose bundet sammen med α-1,4-, og α-1,6-bindinger. Det er mer greinet enn amylopektin som er en del av stivelse i planter. Denne måten å lagre glukose er gunstig siden man unngår de uheldige osmotiske effektene av oppløst glukose, som også er et reduserende sukker. Insulin hemmer levercellene i å frigi glukose og derved senkes konsentrasjonen av glukose i blodet. Insulin øker også biosyntesen av protein ved aktivere transkripsjon og translasjon, og øker transporten av aminosyrer inn i cellene.  Insulin reduserer også nedbrytning av fettsyrer fra fett.

    Glukagon har mottsatt effekt av insulin og medfører at konsentrasjonen av glukose stiger i blodet. Glukagon aktiverer nedbrytningen av glykogen (glykogenolyse) som omdannes til glukose. Glukagon gjør også at andre stoffer i kroppen omdannes til glukose (glukoneogenese). Når man har spist stiger konsentrasjonen av glukose i blodet pga. av opptaket fra tynntarmen. Når man blir sulten er konsentrasjonen av glukose i blodet lavt, og derved stimuleres alfaceller til å skille ut glukagon som starter nedbrytning av glykogen og konsentrasjonen av glukose stiger.

   Celler i binyrebarken registrerer også lav konsentrasjon av glukose og skiller ut adrenalin i blodet. Hvis mengden glukose blir lav starter leveren omdanning av glykogen til glukose. Hvis konsentrasjonen av glukose blir for høy produserer insulin. Insulin senker glukosekonsentrasjonen av blodet ved å få flere organer til å ta opp sukker, og leveren stimuleres til å danne glykogen. Insulin hemmer omdanningen av fettsyrer og aminosyrer til sukker. Glukagon øker konsentrasjonen av sukker i blodet ved hydrolyse av glykogen, og leveren stimuleres til å omdanne fettsyrer og aminosyrer til sukker.  

Det er insulinreseptorer på membraner. Insulinreseptorer har et ekstracellulært domene og et cytosoldomene med proteinkinase aktivitet. Insulin binder seg til α-subenheten og gir konformasjonsendring på β-subenheten. Insulinreseptorsubstrat nr. 1(IRS1) blir fosforylert på tyrosin. SH2-domene proteiner tiltrekkes av fosfotyrosin på insulinreseptor eller av IRS1. Fosforylert tyrosin binder også fosfoinositid-3-kinase (PI-3 kinase) slik at også denne blir fosforylert. PI-3 kinase virker på PiP2 som PLC (fosfoinositid fosfolipase C), men i stedet for hydrolyse blir inositolgruppen fosforylert til PiP3. PiP3 bindes til PH-domene på mange proteiner, bl.a. protein kinase B (PKB) PKB blir selv aktivert via fosforylering, men av en kinase på plasmamembranen og bare når PKB bindes til membranen via binding til PiP3. Fettceller og muskelceller er siste trinn i transporten av glukose fra Golgi til ER og trenger aktiv PKB. Glukosebærere svitsjer mellom åpen til cytosol eller åpen mot ekstracellulært medium. Glukosebærer blir endocytert og kommer tilbake til plasmamembranen hvis PKB er aktiv. Etter et måltid mat stiger konsentrasjonen av insulin og insulinreseptorer som aktiveres gir økt aktivering av PKB og frakt av glukosebærere til plasmamembranen. Glukosetransportproteiner frakter glukose inn i cellene, bl.a. muskelceller og fettvev. Når insulin binder seg til reseptorer i cellemembranen vil glukosetransportproteinene bevege seg fra vesikler i cytoplasma og ut til cellemembranen. Dette gjør at fettceller og muskelceller kan ta opp glukose fra ekstracellulært medium og omdanne glukose til glykogen eller fett. Glukosetransportproteiene blir fraktet tilbake til cytoplasma ved endocytose når det ikke lenger er behov for dem.  Diacylglycerol (DG) aktiverer protein kinase C. Hormonsignalet forsterkes via G-proteiner og adenyl syklase via syklisk AMP (cAMP) og syklisk GMP (cGMP). Signalnettverket er meget komplekst.

 

    Diabetes skyldes økt innhold av glukose i blodet pga. for lite insulin, eller manglende respons på insulin.  Sukkersyke hos menneske (diabetes mellitus) skyldes at nyrene ikke klarer å reabsorbere glukose fra blodet og leverens og musklenes depot av glykogen tømmes. Vann  går over til blodet pga. osmose, det gir økt blodvolum og økt ekskresjon. Det gir mangel på energi til muskelcellene. Fett og protein blir forbrukt og ikke erstattet. Økt konsentrasjon av glukose i nyretubuli trekker mer vann ut av urinen, og gir dehydrering og økt tørste. Det er to hovedtyper diabetes mellitus,  type I og type II. Diabetes type I er en autoimmunsykdom som rammer unge mennesker ved at antistoffer/ immunceller merker betacellene (β-cellene) i de Langerhanske øyene for nedbrytning og  angriper bukspyttkjertelen slik at de ikke lenger lager nok insulin. Kan skyldes arv og/eller virusinfeksjon.  Kan behandles ved livslang insulintilførsel. Diabetes type II som angriper eldre mennesker kan enten skyldes redusert mengde insulin eller at målcellenes insulinreseptorer. Type II er ikke insulinavhengig, tilstanden kan forbedres med fysisk trening og via dietten. Type II skyldes gradvis overvekt. Det er insulin i blodet, men insulin blir ikke bundet til reseptorer i målcellene (insulinresistens).

 

   Uten behandling gir diabetes høy konsentrasjon av glukose i blodet og nyrene skiller ut sukker. Diabetes kan medføre blindhet, hjertesykdom og flere andre skader på nerver og nyrer som skyldes den høye sukkerkonsentrasjonen.  Diabetes II er en livsstilsykdom som skyldes misforhold mellom matinntak og fysisk aktivitet.  Cellene i kroppen kan i tillegg til sukker, nedbryte og oksidere protein og fett og omdanne disse til energi. Mangel på insulin gir økt omsetning av fett fra fettreservoirene i fettcellene. Økt mengde fett i blodet kan bidra til aterosklerose. Økt fettmetabolisme gir dannelse av ketonlegemer som kan medføre forsuring av kroppsvæske og blod (ketoacidose), og man finner igjen ketonlegemer i urinen.  I fettvev lages også fettsyrer, peptin, resistin og adiponektin. Starter kroppen nedbrytning av fett og protein blir man tynnere, og det kan blir ubalanse i elektrolyttnivået. Ketonlegemer og glukose skilles ut med urinen, og det skilles derfor  ut mer vann pga. av osmose med økt urinutskillelse etterfulgt av tørste.  Elektrolyttbalansen påvirkes også siden både natrium og kalium skilles ut med urinen.   Hypersekresjon av insulin gir hypoglycemia.

Hvis det tilføres for mye insulin under hypoglycemia kan konsentrasjonen av glukose synke så mye at det gir insulinsjokk.

Brissel

   Brissel (thymus) dannes i embryostadiet fra epitel på gjellespaltene. Rundmunner mangler brissel. Hos haier ligger den på dorsalsiden av gjellespaltene. Hos fisk ved gjelleapparatet. Hos pattedyr er brissel todelt og plassert foran (ventralt) øverst i brysthulen. Hos fostere og unge dyr er den velutviklet og går fra halsen til hjertet. Består av stjerneformete epitelceller omgitt av lymfocytter. Skiller ut thymosin som aktiverer utviklingen av T-lymfocytter og deltar i immunresponser.

Teksten er hentet fra dyrefysiologi

Tilbake til hovedside

 

Publisert 14. jan. 2019 11:50 - Sist endret 11. nov. 2019 08:51