Endokrinologi


posted October 18, 2013 by Lars-Kristian Eriksen

Menneskekroppen består av et stort antall celler og organer med ulike oppgaver. For at disse skal kunne fungere optimalt sammen og styre kroppens mange ulike prosesser, er vi avhengig av noen overordnede systemer som kontrollerer dette. Kroppen vår har to slike systemer; Nervesystemet og hormonsystemet. I de neste artiklene skal vi ta en nærmere titt på det endokrine systemet, hva det består av, og hvordan det fungerer. Kort fortalt er endokrinologi læren om hormonsystemet. 

Det endokrine systemet består av alle cellene og vevene i kroppen som produserer hormoner. Disse er plassert over hele kroppen vår, og kan være hormonproduserende kjertler, enkeltstående celler eller nerveceller som produserer nevrohormoner. De endokrine kjertlene slipper sine hormoner ut i blodbanen, hvor de transporteres til sine målceller. Målcellene er celler som har reseptorer til ett bestemt hormon. Når hormonet kommer frem til sin målcelle, vil det bindes til reseptoren, og avhengig av oppbyggingen til hormonet vil denne reseptoren enten sitte på membranen eller være inne i cellen. De vannløselige hormonene kan ikke passere cellemembranen, og binder seg derfor til membranreseptorer, mens de fettløselige hormonene passerer membranen, og binder seg til intracellulære reseptorer. Bindingen til reseptoren utløser den virkningen hormonet har på cellen. Hver enkelt reseptor er spesifikk for ett bestemt hormon og vil ikke binde andre hormoner, men hver celle består også av mange ulike reseptorer, og kan derfor binde mange ulike hormoner.

Hormonene

Skjermbilde 2013-10-17 kl. 19.11.37

Hormon er gresk og står for “å vekke”. De er kjemiske budbringere som overfører informasjon fra endokrine celler til hormonpåvirkelige målceller, og virker ved å regulere cellulære prosesser og koordinere de ulike biologiske prosessene i kroppen vår. Prosessene som hormoner regulerer kan deles inn i fire grupper:

  • Nedbryting, utnytting og lagring av næringsstoffer
  • Vekst og utvikling
  • Elektrolytt- og væskeomsetning
  • Reproduksjon

Hormoner kan deles i 3 grupper etter deres kjemiske struktur:

  • Aminosyre- og fettforbindelser
  • Peptid- og proteinhormoner
  • Steroidhormoner

Aminosyre- og fettsyreforbindelserHer tenker man hovedsaklig på hormoner produsert av aminosyren Tyrosin og av omega-3 og omega-6 fettsyrer. Tyrosin er utgangspunkt for hormoner fra skjoldbruskkjertelen, Tyroksin (T4) og Trijodotyronin (T3), og katekolaminene fra binyremargen, adrenalin og noradrenalin. Hormonene som produseres av omega-3 og omega-6 fettsyrer tilhører en gruppe lokale hormoner. Lokale hormoner skilles ikke ut fra kjertler, men fra egne celler, og har enten parakrin eller autokrin virkning. Disse fettsyrene sitter i cellemembranen på cellene våre og spaltes av ved hjelp av et enzym kalt fosfolipase A2, som aktiveres av hormoner og transmitterstoffer. De frispaltede fettsyremolekylene omdannes enzymatisk til mange ulike forbindelser som har et fellesnavn, Eikosanoider. Eikosanoidene har 3 hovedvirkninger:

  • De kan utløse alle de vanlige tegnene på betennelse.
  • De kan utløse kontraksjoner i glatt muskulatur de fleste stedene i kroppen, blant annet i livmoren under fødsel, og i blodårer ved blødning.
  • De virker blødningsstoppende i skadde blodårer, ved å stimulere blodplatenes koagulering.

Peptider og proteiner – Denne gruppen utgjør størsteparten av hormonene. Alle hormonene fra de to sentrale endokrine organene, Hypothalamus og Hypofysen, tilhører denne kategorien. I tillegg gjelder det hormonene insulin og glukagon, som er viktige i blodsukkerreguleringen.

Steroidhormoner – Dette er hormoner som dannes i en trinnvis omdanning fra kolesterol, en prosess som reguleres av et stort antall intracellulære enzymer. Hormonene fra binyrebarken (aldosteron, kortisol og kjønnshormoner), kjønnskjertlene (testosteron, østrogen og progesteron) og den aktive vitamin D3-metabolitten, kalsitriol, er eksempler på steroidhormoner. . Steroidhormoner er fettløselige, og kan dermed passere cellenes membran. Dette gjør at de ikke lagres i sine kjertler, men slippes ut rett etter at de er produsert.

Peptidhormonene og steroidhormonene fungerer som hormoner i ordets tradisjonelle forstand, dvs at de transporteres fra de endokrine cellene til målcellene via blodbanen. Hormonene som dannes fra aminosyrer og fettsyrer virker også som klassiske hormoner, men fungerer i tillegg som lokale hormoner med autokrin og parakrin virkning.

Transport i blodet

Transport av hormoner skjer i kroppens blodåresystem og gjennom vevsvæsken. Siden blodplasme hovedsaklig består av vann (>90%), må hormonene enten være vannløselige eller koblet til spesielle transportproteiner.

Katekolaminene og peptid- og proteinhormoene er alle vannløselige, og transporteres derfor hovedsaklig rundt i kroppen i fri form. Noen av peptidhormonene, blant annet IGF-1 og veksthormon, sirkulerer bundet til egene transportproteiner. Betydningen av denne proteinbindingen er ikke klarlagt.

Fettløselige hormoner

Steroidhormonene, vitamin D3-metabolittene og tyroidehormonene er fettløselige og derfor lite løselig i plasma. De sirkulerer derfor bundet til vannløselige transportproteiner. Disse proteinene kan være spesifikke for ett bestemt hormon, eller det kan være uspesifikt og binde alle typer lite vannløselige hormoner. De spesifikke transportproteinene tilhører en gruppe plasmaproteiner som kalles globuliner, mens de uspesifikke transportproteinene er albuminer.

Skjermbilde 2013-10-25 kl. 16.40.18

A: Vannløselige hormoner. B: Fettløselige hormoner. 

Mesteparten (90- 99,7%) av de fettløselige hormonene er bundet til transportproteinene, men en liten del (0,3 – 10%) sirkulerer rundt i blodet som frie fraksjoner. Transportproteinene er store molekylær, og kan derfor ikke forlate blodbanen og nå frem til hormonens målceller. De frie fraksjonene derimot kan forlate blodbanen og komme seg frem til målcellene, o

g derfor kan man si at det er den frie fraksjonen som utløser hormonets biologiske virkning.

Den fri fraksjonen er som regel i likevekt med den større, bundne delen av hormonet. Det vil si at det helet tiden skjer en spalting og danning av hormonmolekyler og transportproteinmolekyler, slik at mengden hele tiden holdes relativt konstant så lenge dette skjer i samme hastighet. Den proteinbundne delen av hormonet vil dermed som et lager for hormonet, og etter hvert som blodet passerer gjennom vevene vil frie fraksjoner av hormonene diffundere ut av kapillærene. Dette reduserer konsentrasjonen av den frie fraksjonen i blodet og endrer likevekten. Det som skjer da er at flere hormon-transportproteinkomplekser spaltes, og mengden frie fraksjoner øker igjen.

Skjermbilde 2013-10-25 kl. 16.43.28

For å kunne regulere den totale mengden hormon i blodet (fri fraksjon + proteinbundet) er det viktig med noe som kalles negativ feedback. Det endokrine systemet har ett overordnet senter, hypothalamus. Hypothalamus kontrollere hvilke hormoner hypofysen skiller ut, og hormonene hypofysen skiller ut kontrollerer hvilke hormoner som produserer i de fleste perifere endokrine organene. For at hypofysen og hypothalamus skal vite om de skal stimulere eller redusere hormonproduksjon og -sekresjon i de perifere organene, registrerer de hvor store mengder frie fraksjoner av de aktuelle hormonene som finnes i blodet til en hver tid. Om mengden frie fraksjoner faller, vil hypothalamus og hypofysen stimulere til økt produksjon og sekresjon, og omvendt om konsentrasjonen synker. På bildet til høyre ser vi et eksempel hvor sekresjon av glokokortikoider fra binyrene, virker negativ tilbake på hypothalamus og hypofysen, og dermed hemmer disse organenes produksjon av hormoner. Glukokortikoidene styrer dermed sin egen produksjon og sekresjon.

Omsetning og utskilling

Konsentrasjonen av et hormon i blodbanen er ikke bare avhengig av den endokrine kjertelens sekresjon, mens også hvor hurtig hormonet fjernes fra blodet. Hormoner kan brytes ned i målcellene, men de viktigste organene når det gjelder nedbryting og utskilling av hormoner er leveren og nyrene. De vannløselige katekolaminene og peptidhormonene som sirkulerer i fri form i blodet er lettest tilgjengelig for enzymatisk nedbryting i vev og blod, i tillegg skilles også noe ut via nyrene uten å bli nedbrutt først. Dette er årsaken til at disse hormonene har relativt kort levetid i blodet, fra noen få sekunder til minutter. Dette gjør at det er mulig med en rask og presis regulering av målcellens funksjoner.

Hormonene som sirkulerer i bundet form, steroid- og tyroideahormonene, er bedre beskyttet mot nedbryitng og utskilling. Deres levetid i blodet er derfor mye lenger, fra noen få timer til flere dager. Dette gjør at de fettløselige og proteinbundne hormonene har en lengre og mer stabil påvirkning på målcellene sine. De fettløselige hormonene må gjøres vannløselige før de skilles ut av nyrene, dette skjer i leveren eller i målcellene.

Noen endokrine celler produserer hormoner som i seg selv har liten biologisk effekt. Disse hormonene vil omdannes til enten mer eller mindre aktive hormoner av intracellulære enzymer hos målcellene før de kan formidle sine biologiske effekter. Ett eksempel på dette kan være tyroksin (T4), som i målcellene omdannes til det mer aktive trijodotyronin (T3), eller til det mindre aktive revers T3 (rT3). Denne omdanningen er en kontrollert prosess og en viktig mekanisme for kontroll med hormonenes virkning.

Kilder: 

Qybele.no

Sand, O. Sjaastad, Ø, V. Haug, E. (2010). Menneskets fysiologi (1 utgave, 6 opplag). Oslo: Gyldendal Norske Forlag AS

www.wikipedia.org