Hormonsystemet (9788245035971)

HORMONSYSTEMET

Lars Kyte En innføring

HORMONSYSTEMET

Lars Kyte En innføring

Copyright © 2022 by Vigmostad & Bjørke AS

All Rights Reserved

1. utgave 2022 / 1. opplag 2022

ISBN: 978-82-450-3597-1

Grafisk produksjon: John Grieg, Bergen Omslagsdesign ved forlaget Omslagsfoto: © sciencepics/shutterstock, © Kateryna Kon / shutterstock

Andre bøker i serien: Hjertet og sirkulasjonssystemet, Kjemi, biokjemi og cellebiologi, Blodet og immunsystemet, Genetikk, Nervesystemet og Respirasjonssystemet

Spørsmål om denne boken kan rettes til: Fagbokforlaget Kanalveien 51 5068 Bergen Tlf.: 55 38 88 00 e-post: fagbokforlaget@fagbokforlaget.no www.fagbokforlaget.no

Materialet er vernet etter åndsverkloven. Uten uttrykkelig samtykke er eksemplarfremstilling bare tillatt når det er hjemlet i lov eller avtale med Kopinor.

Forord

Denne boka beskriver hormonsystemets anatomi og fysiologi, som er fagområder i sykepleierutdanningen og i andre utdannin ger innen helsefag. Boka er lagt opp etter kravene og kunnskaps nivået som forventes om hormonsystemet i nasjonal beskrivelse av faginnhold for sykepleierutdanningen.

Det er benyttet enkelt språk og en rekke illustrasjoner for å tydeliggjøre stoffet. Det er også satt inn eksempler fra klinikken for å vise stoffets relevans for praksis. Det er lagt inn oppgaver bakerst i boka. Veiledning til svar på oppgavene finner du på http://www.naturvitenskap.fagbokforlaget.no/

Bakerst i boka er en oversikt over de viktigste funksjonene til kroppens forskjellige hormoner.

Innholdsfortegnelse

Hormoner og endokrine kjertler .............................................. 9

Kroppens hormonproduserende organer ........................... 11

Hormonenes kjemiske struktur .............................................. 15

Regulering av hormonsekresjonen ........................................ 19 Negativ tilbakekoplingskontroll ........................................................... 20

Hormoner som produseres i hypotalamus og i hypofysen ....................................................................................... 22

Hormoner som utskilles fra hypofysens baklapp (nevrohypofysen) ... 23

Hormoner som utskilles fra hypofysens forlapp (adenohypofysen) .... 26

Binyrenes hormonproduksjon ................................................ 30 Binyrebarken ........................................................................................ 31 Binyremargen ....................................................................................... 36

Skjoldkjertelens hormonproduksjon ................................... 40

Bukspyttkjertelens hormonproduksjon .............................. 45 Insulin .................................................................................................. 46 Glukagon .............................................................................................. 52

Oppsummering av hormoner som påvirker blodglukose .................... 54

Hormoner som regulerer kalsiumomsetningen ............... 55

Vitamin D og produksjon av kalsitriol ................................................. 55

Paratyreoideahormon (PTH) ............................................................... 56

Oppsummering av hormoner som regulerer kalsiumnivået i blodet .. 60

Kjønnskjertlenes hormonproduksjon .................................. 62

Testiklene ............................................................................................. 62

Eggstokkene ......................................................................................... 65

Andre hormoner ........................................................................... 72

Hjertets hormonproduksjon ................................................................ 72

Nyrenes hormonproduksjon ................................................................ 72

Leverens hormonproduksjon ............................................................... 73

Fordøyelseskanalens hormonproduksjon ........................................... 73

Oversikt over hormonenes viktigste funksjoner .............. 76

Litteratur .......................................................................................... 81

Sentrale oppgaver ......................................................................... 83

Stikkordregister ............................................................................ 87

Illustrasjonsliste ........................................................................... 90

Hormoner og endokrine kjertler

Hormoner er molekyler som produseres i kjertler eller i kjertelcel ler i forskjellige vev forskjellige plasser i kroppen. Vi har to hoved typer av kjertler, eksokrine og endokrine. Eksokrine kjertler pro duserer ikke hormoner, men utskiller stoffer via utførselsganger til en overflate. Spyttkjertler og svettekjertler er eksempler på denne typen kjertler. Kjertlene som produserer hormoner, kalles endo krine kjertler. Disse kjertlene utskiller stoffer direkte til blodet (i visse tilfeller til vevsvæsken). Utskilling kalles også sekresjon.

Hormoner påvirker funksjoner i andre celler. Cellene som hormonene skal påvirke, er ofte plassert i andre organer enn der hormonene produseres, og hormonene må derfor transporteres over kortere eller lengre avstander i kroppen for å utøve funksjo nene sine. De organene hormonene skal påvirke, kalles målorga ner. Når hormonene er utskilt fra de endokrine kjertlene til blodet, transporteres de med blodbanen fram til målorganene (figur 1).

endokrin kjer tel målorgan Figur 1

hormon blodbanen

Endokrin kjertel og hormon Hormoner produseres i endokrine kjertler og transporteres med blodet til målorganene.

Hormoner og endokrine kjertler

Hormonsystemet er derfor et viktig kommunikasjonssystem som via blodbanen sender meldinger fra én plass i kroppen til en annen. Hypofysen, skjoldkjertelen og binyrene er eksempler på endokrine kjertler som produserer hormoner som utskilles til blodet. Hormonene som utskilles til blodet, kalles ofte klassiske hor moner, og i den videre framstillingen i denne boka er det disse hormonene som blir omtalt. I noen tilfeller bruker hormonene vevsvæsken som transportvei i stedet for blodbanen. Dette gjel der tilfeller hvor hormonene skal påvirke celler i nærheten av kjertelcellene som produserer dem. Når hormonene utskilles til vevsvæsken på denne måten, kalles det parakrin sekresjon.

Kroppens hormonproduserende organer

Hormoner produseres som nevnt i endokrine kjertler, og disse kjertlene finnes på forskjellige plasser i kroppen. Her følger en kortfattet oversikt over kroppens viktigste endokrine kjertler (figur 2). Funksjonene til de forskjellige kjertlene og hormonene de produserer, beskrives nærmere i seinere kapitler.

Epifysen

Ligger på undersiden av hjernen. Produserer melatonin som regulerer døgnrytme.

Hypotalamus

Hypotalamus ligger i et område av hjernen som kalles mellom hjernen. Hypotalamus produserer en rekke hormoner og er derfor en endokrin kjertel. I tillegg til å produsere hormoner har hypo talamus flere andre funksjoner og er blant annet viktig for reguler ing av kroppstemperatur. Hypotalamus påvirker også appetitt og sultfølelse og har en sentral funksjon i det autonome nervesystemet.

Hypofysen

Hypofysen er en endokrin kjertel som ligger på undersiden av hjer nen og er forbundet med hypotalamus gjennom hypofysestilken.

Kroppens hormonproduserende organer

Epif ysen

Biskjoldkjer tlene (ligger på baksiden av sk joldkjertelen)

Eggstokk (hos kvinnen)

Testikkel (hos mannen)

Hypotalamus

Hypofysen

Skjoldkjer telen

Bukspy ttkjer telen

Binyre

Figur 2 Kroppens viktigste endokrine kjertler

Det er en nær sammenheng mellom hormonproduksjonen i disse to kjertlene. Gjennom hypofysestilken transporteres hormoner fra hypotalamus til hypofysen. Flere av hormonene som hypotalamus produserer, stimulerer eller hemmer sekresjonen (utskillingen) av hormoner fra hypofysen. Hormoner som stimulerer sekresjonen, kalles «releasing hormones» (frigjørende hormoner), mens hor moner som hemmer sekresjonen, kalles «inhibiting hormones» (hemmende hormoner). Hypofysen er derfor målorgan for mange av de hormonene som hypotalamus produserer.

Hypofysen produserer også selv en rekke hormoner som trans porteres med blodet til forskjellige organer i kroppen. Flere av målorganene for disse hormonene er selv hormonproduserende organer, og hypofysen påvirker derfor svært mye av kroppens hormonproduksjon.

Skjoldkjertelen (glandula thyreoidea)

Skjoldkjertelen, som også kalles skjoldbruskkjertelen, ligger foran på halsen og produserer hormonene trijodtyronin (T3) og tyroksin (T4). Disse hormonene stimulerer metabolismen (stoff skiftet) i kroppens celler og har også andre funksjoner. I tillegg produserer skjoldkjertelen et hormon (kalsitonin) som påvirker kalsiummengden i blodet.

Biskjoldkjertlene (glandulae parathyreoideae)

Dette er små kjertler (oftest fire kjertler) som ligger på baksiden av skjoldkjertelen. De produserer paratyreoideahormon (PTH) som er viktig for reguleringen av kalsiummengden i blodet.

Binyrene (glandulae suprarenales)

Binyrene er to små organer som ligger på toppen av nyrene. Hver binyre består av to områder, binyrebarken og binyremargen, som begge produserer hormoner. I binyremargen produseres blant annet adrenalin som har mange tilsvarende virkninger som det sympatiske nervesystemet. I binyrebarken produseres kortisol, aldosteron og androgener som er hormoner med forskjellige funksjoner.

Bukspyttkjertelen (pankreas)

Bukspyttkjertelen ligger i abdomen (bukhulen) og er både en ekso krin og en endokrin kjertel. Den eksokrine funksjonen består i at bukspyttkjertelen utskiller enzymer til fordøyelseskanalen som er viktige ved fordøying av næringsstoffer. Den endokrine funksjonen

Kroppens hormonproduserende organer

innebærer at bukspyttkjertelen produserer to hormoner (insulin og glukagon) som blant annet er viktige for regulering av glukosekonsentrasjonen i blodet (blodsukkeret).

Kjønnskjertlene (eggstokker og testikler)

I eggstokkene (ovaria) hos kvinner og i testiklene (testes) hos menn produseres kjønnshormoner. Hormonene som produseres i egg stokkene, kalles østrogener og progesteron. I testiklene produseres testosteron. Disse organene har også andre oppgaver i tillegg til å produsere hormoner. I eggstokkene produseres eggceller (oocyt ter), mens sædceller (spermier) produseres i testiklene.

Andre hormonproduserende organer

I tillegg til de nevnte endokrine kjertlene som er avbildet på figur 2, produseres også hormoner i andre organer, som nyrene, leveren, hjertet og fordøyelseskanalen. Disse organene har ikke hormon produksjon som hovedfunksjon, men fordi de også produserer hormoner, fungerer de som endokrine kjertler. Også i morkaken (placenta) produseres hormoner i graviditeten. Hormoner som pro duseres i disse organene, er nærmere beskrevet seinere (side 72).

Hormonenes kjemiske struktur

Kroppens forskjellige hormoner er molekyler av ulike størrelser og med ulike kjemiske strukturer. Molekylenes kjemiske struktur har betydning for hvordan hormonene transporteres med blodet, og for bindingen til målorganene. Når et hormon er transportert til målorganet, må det bindes til en reseptor (et mottakermolekyl) på målorganet for at hormonet skal kunne påvirke funksjonen i målorganet. Disse reseptorene kalles hormonreseptorer og er forskjellige i forskjellige organer. De enkelte hormonene må derfor ha en kjemisk struktur som gjør at de kan binde seg til hormonreseptorene i de organene de skal påvirke. Når det gjelder den kjemiske strukturen, kan de fleste hormon ene inndeles i steroidhormoner og peptid- og proteinhormoner. Steroidhormoner er molekyler som er bygget opp med utgangs punkt i kolesterol. Eksempler på steroidhormoner er kjønns hormonene og hormoner som produseres i binyrebarken, blant annet kortisol (figur 3). Kolesterol er et steroid, og steroider er en type lipider (fettstoffer). I og med at steroidhormonene derfor egentlig er lipider, er de ikke vannløselige, men fettløselige. Det betyr at de ikke kan løses i blodplasma, siden blodplasma for en stor del består av vann. Når steroidhormoner transpor teres i  blodet, bindes de derfor til et transportprotein, oftest

Hormonenes kjemiske struktur

kolesterol kortisol

Figur 3 Steroidhormon Kortisol er et eksempel på et steroidhormon. Steroidhormoner produseres med utgangspunkt i kolesterol. Som figuren viser, består begge molekylene av fire ringstrukturer.

albumin, som finnes i plasma. Steroidhormonene fraktes på denne måten fram til målorganene. Hormonreseptorene som steroidhormonene påvirker, ligger inne i cellene. Albumin kan ikke komme seg inn i cellene, og for at steroidhormonene skal kunne bindes til reseptorene, må de derfor løsne fra albumin igjen. Steroidhormonene transporteres så ved diffusjon gjennom lipidlaget i cellemembranen og inn til reseptorene. Dermed kan steroidhormonene påvirke funksjoner i cellene i målorganet (figur 4).

Peptid- og proteinhormoner består av molekyler som er pep tider eller proteiner. Både peptider og proteiner er bygget opp av kjeder av aminosyrer. Definisjonen på et protein er at det består av minst 50 aminosyrer, mens peptider består av færre enn 50 aminosyrer. Det er stor variasjon i størrelsen på disse hormonene. Peptidhormonene kan være relativt små og i noen tilfeller bestå av noen få aminosyrer, mens noen av proteinhor monene er svært store molekyler. Eksempler på peptidhormoner er flere av hormonene som utskilles fra hypotalamus, mens insulin, som utskilles fra bukspyttkjertelen, er et eksempel på

Hormonsystemet

Hormon Reseptor Cy toplasma

Ribosom

Figur 4 Virkemåte for et steroidhormon Illustrasjonen viser hvordan et steroidhormon (1) passerer inn gjennom cellemembranen og bindes til en reseptor (2) som ligger inne i cellen. I eksemplet på illustrasjonen stimulerer hormonet syntesen av et protein i cellen. Etter å ha blitt bundet til reseptor (3) transporteres hormonet inn i cellekjernen der det påvirker et gen i DNA (4). Genet, som er oppskrift på et protein, «kopieres» til et mRNA-molekyl (5) som fraktes ut av cellekjernen til et ribosom (6), der proteinet bygges opp av aminosyrer (7).

Hormonenes kjemiske struktur

et proteinhormon (figur 5). Peptid- og proteinhormonene er vannløselige og kan vanligvis transporteres i blodplasma uten å bindes til transportproteiner. Fordi de er vannløselige, kan de imidlertid ikke så lett passere gjennom cellemembranene i cellene de skal påvirke, fordi cellemembraner i stor grad består av lipider. Peptid- og proteinhormonene påvirker derfor målorganene ved å bindes til hormonreseptorer som finnes på utsiden av cellemembranene, som for eksempel insulin gjør (figur 17). Noen hormoner er verken steroider eller peptider, men modi fiserte aminosyrer. Dette gjelder to hormoner fra skjoldkjertelen (side 40) og hormoner fra binyremargen (side 36).

Kjede B 30 aminosyrer

Kjede A 21 aminosyre r

Figur 5 Proteinhormon

Insulin er et eksempel på et proteinhormon og består av to kjeder med aminosyrer.

Hormonsystemet

Regulering av hormonsekresjonen

Hormoner påvirker og regulerer svært mange prosesser i kroppen. Hormonene har derfor en viktig rolle i å opprettholde et stabilt indre miljø i kroppen, det som kalles homeostase. For at hormon ene skal utøve denne funksjonen, må mengden av hormoner i blodet til enhver tid være tilpasset den situasjonen kroppen er i. Det innebærer at mengden av de forskjellige hormonene også må reguleres slik at nivået av de ulike hormonene i blodet verken er for høyt eller for lavt. Denne reguleringen skjer på flere måter, og vi skal se på noen av disse her.

Sekresjonen av noen hormoner reguleres ut fra blodets inn hold av de stoffene som hormonene skal påvirke. Et eksempel på dette er sekresjonen av paratyreoideahormon (PTH) fra biskjold kjertlene. Funksjonen til PTH er å stimulere prosesser som øker mengden kalsium i blodet (side 56). Dersom kalsiumnivået i blodet er lavt, stimuleres sekresjonen av PTH, og dermed stiger kalsiumnivået. Dersom kalsiumnivået i blodet er høyt, hemmes derimot sekresjonen av PTH, og dermed reduseres kalsium nivået. På den måten varierer sekresjonen av PTH ut fra kroppens behov. Dette bidrar til å holde kalsiumnivået i  blodet innenfor visse grenser, noe som er viktig for homeostasen.

Regulering av hormonsekresjonen

Negativ tilbakekoplingskontroll

En annen viktig reguleringsmekanisme er «negativ tilbakekoplingskontroll», eller «negativ feedback». Denne mekanismen brukes for å regulere mengden av mange hormoner som utskilles fra organer som er påvirket av hypotalamus og hypofysen, som binyrebarken, skjoldkjertelen og kjønnskjertlene.

Vi vil her bruke regulering av kortisolnivået i blodplasma som eksempel for å forklare prinsippet for negativ tilbake koplingskontroll. Kortisol produseres i binyrebarken og har en rekke ulike funksjoner som er nærmere beskrevet i et seinere kapittel (se side 33). Sekresjonen av kortisol til blodet stimu leres av adrenokortikotropt hormon (ACTH) fra hypofysens for lapp. Sekresjonen av ACTH er igjen stimulert av ACTH-RH som er et såkalt «releasing hormone» som produseres i hypotalamus. Dette betyr at når sekresjonen av ACTH-RH fra hypotalamus øker, stimulerer dette økt sekresjon av ACTH fra hypofysen, noe som igjen medfører at sekresjonen av kortisol fra binyrebarken øker. Dermed stiger nivået av kortisol i blodet. Negativ tilbakekoplingskontroll innebærer at kortisol selv er med på å regulere hvor mye kortisol som skal utskilles fra binyrebarken, ved å påvirke hypotalamus og hypofysen (figur 6). Dersom mengden kortisol i blodet stiger, vil kortisol påvirke hypotalamus til å utskille mindre ACTH-RH. Dermed vil det utskilles mindre ACTH fra hypofysen, noe som igjen vil medføre at mindre kortisol utskilles fra binyrebarken, og kortisolnivået i blodet reduseres. I tillegg vil økt kortisolmengde i blodet direkte hemme hypofysens sekresjon av ACTH. Også dette bidrar til at sekresjonen av kortisol fra binyrebarken reduseres, og dermed til at kortisolnivået i blodet reduseres. Begge disse reguleringsmåtene fungerer samtidig, og begge bidrar derfor til at kortisolnivået i blodet ikke blir for høyt.

Dersom kortisolnivået i blodplasma blir for lavt, vil den hemmende effekten kortisol har på sekresjon av ACTH-RH fra

ACTH-RH (releasing hormone)

hypofyse

ACTH

Binyrebark Binyremarg

Figur 6 Negativ tilbakekoplingskontroll

Flere hormoner reguleres ved negativ tilbakekoplingskontroll. Illustrasjonen viser hvordan kortisolnivået i blodet reguleres (se også forklaring i tekst).

hypotalamus og av ACTH fra hypofysen, avta betraktelig. Dermed utskilles mer ACTH-RH fra hypotalamus og mer ACTH fra hypo fysen. Da stimuleres sekresjon av kortisol fra binyrebarken, og kortisolnivået i blodet stiger.

På denne måten kan nivået av kortisol tilpasses slik at det verken blir for høyt eller for lavt. Tilsvarende mekanisme som det som her er forklart for regulering av kortisolnivået, har en sentral funksjon også i reguleringen av flere andre hormoner, spesielt hormoner fra skjoldkjertelen og fra kjønnskjertlene.

Regulering av hormonsekresjonen

Kortisolnivået i blodplasma stiger

Utskilling av ACTH hemmes

Utskilling av ACTH-RH hemme s hypotalamus

Hormonsystemet er en innføringsbok i et sentralt tema innen anatomi og fysiologi. Hormoner produseres i en rekke forskjellige organer og påvirker mange funksjoner i kroppen. Kunnskap om hormonenes funksjoner gir også et grunnlag for å forstå sykdomsprosesser knyttet til hormonsystemet og hvordan disse sykdommene behandles.

Boka er pedagogisk oppbygget og dekker faginnholdet for nasjonal deleksamen i anatomi, fysiologi og biokjemi for bachelorutdanningen i sykepleie. Boka har også kliniske eksempler og oppgaver som gjør den ypperlig for repitisjon før eksamen. Veiledende svar til oppgavene kan lastes ned på nettsiden: http://www.naturvitenskap.fagbokforlaget.no/ Primærmålgruppen er sykepleierstudenter, men andre studenter innenfor helsefag og idrettsfag vil også ha stor nytte av boka.

Lars Kyte er lege og spesialist i nevrologi. Han er førstelektor ved Høgskulen på Vestlandet og har lang erfaring som lærer i anatomi og fysiologi ved sykepleierutdanningen i Førde.

Boka Hormonsystemet inngår i Fagbokforlagets «kortlest»-serie i naturvitenskapelige emner for sykepleierstudenter.

ISBN 978-82-450-3597-1