hormoner

Hormonutskillelsen fra den enkelte kjertel reguleres vanligvis via såkalt negativ tilbakekobling: En økning i konsentrasjonen av sirkulerende hormoner demper produksjon og utskillelse, mens en lav konsentrasjon har motsatt effekt. Hormonregulering ved negativ tilbakekobling er årsaken til at langvarig behandling med eksternt tilførte hormoner kan føre til at den normale produksjonen blir varig undertrykket.

Sykdommer som fører til redusert hormonproduksjon vil øke dannelsen av det overordnede stimulerende hormonet. Motsatt vil sykdommer som gir økt hormonproduksjon hemme syntesen av det stimulerende hormonet. Ved å måle konsentrasjonen i blodet av hormoner og deres stimulerende hormoner, kan det avgjøres hvilken hormonproduserende kjertel sykdommen har rammet. For eksempel vil sykdommer som fører til at thyreoidea reduserer produksjonen av tyroksin (hypotyreose), føre til økt konsentrasjon i blodet av tyreoideastimulerende hormon (TSH) fra hypofysens forlapp.

De viktigste endokrine kjertler hos mennesket er: hypothalamus, hypofysen, thyreoidea, parathyreoidea, binyrene, Langerhans' øyer i bukspyttkjertelen, gonadene (eggstokker og testikler) og placenta.

Det enkelte hormon virker ikke alene, men i samspill med flere andre i det som kalles det endokrine eller indresekretoriske system. Noen hormoner, som kalles tropiske, har som eneste oppgave å regulere produksjon og sekresjon av et annet hormon. Et eksempel på dette er det thyreotrope hormon (TSH), som dannes i hypofyseforlappen og som regulerer tyroksinsekresjonen fra skjoldbruskkjertelen. Tyroksin er et eksempel på et non-tropisk hormon. Det virker på de fleste celler i kroppen og har som effekt en økning i stoffskiftet, varmeproduksjon og oksygenopptak. Tabellen nedenfor gir en oversikt over de forskjellige endokrine kjertlene, deres hormoner og hormonenes målorganer og biologiske virkninger.

Noen endokrine kjertler produserer mer enn ett hormon, for eksempel hypofyseforlappen som produserer seks forskjellige hormoner. På den annen side kan ett bestemt hormon syntetiseres og utskilles fra mer enn én kjertel. For eksempel produserer både celler i hypothalamus og i bukspyttkjertelen det veksthormonhemmende hormonet somatostatin.

Ett enkelt hormon kan ha flere forskjellige virkninger fordi ulike målorganer stimuleres. Vasopressin (ADH) er et eksempel på dette. ADH øker vannreabsorpsjonen i nyrene og setter i gang en sammentrekning (vasokonstriksjon) av glatte muskler i arteriolene. Denne dobbelteffekten er hensiktsmessig ved akutt blodtrykksfall, for eksempel etter en blødning: Tap av vann, og derved ytterligere reduksjon av det sirkulerende blodvolumet, motvirkes samtidig som den perifere karmotstanden øker. Begge effekter bidrar til å opprettholde det arterielle blodtrykket.

Én enkelt målcelle kan påvirkes av mer enn ett hormon. Noen celler har mange forskjellige hormonreseptorer og kan derfor modulere hormonvirkningene. Men selv om en celle bare skulle ha én type hormonreseptor i cellemembranen, kan flere forskjellige intracellulære reaksjonsveier bli aktivert. Hormonet kan kalles budbringer nummer én, mens det inne i cellen aktiveres en budbringer nummer to.

Den første av slike «second messengers» som ble oppdaget, er syklisk AMP (cAMP). En annen er kalsiumioner som frigjøres fra intracellulære depoter, og som katalyserer mange metabolske funksjoner i cellen. Mange av detaljene angående de intracellulære hormonresponser og deres regulering er fortsatt ukjente.

Det endokrine systemet virker også sammen med andre budbringer- og kommunikasjonssystemer i organismen. Nervesystemet er det raske kommunikasjonssystemet, med faste linjer for signalene. Det endokrine systemet er langsommere, men like viktig og nødvendig for at hele organismen skal kunne fungere optimalt under vekslende forhold.

Den største gruppen av hormoner er peptidhormoner. Det kan være proteiner, glykoproteiner eller polypeptider. Eksempler på slike hormoner er veksthormon, insulin og antidiuretisk hormon. En annen gruppe er steroidhormoner. Eksempler er aldosteron, østrogener og testosteron. En tredje gruppe er tyrosinderivatene med tyroksin og adrenalin som eksempler. Ved hjelp av rekombinant DNA-teknologi er det nå mulig å syntetisere flere humane proteinhormoner i tilstrekkelige kvanta til at de kan brukes i behandlingen av sykdommer og tilstander med hormonunderskudd.

Steroidhormonene er fettløselige. Frigjørelsen av slike hormoner fra kjertelcellene er derfor bestemt av hvor raskt hormonet produseres. De andre hormontypene transporteres gjennom kjertelmembranene i små vesikler, en transportmåte som kalles eksocytose.

De forskjellige hormongruppene transporteres til dels fritt i blodet og til dels bundet til spesielle transportproteiner. Det er bare den frie fraksjonen som er biologisk aktiv. Halveringstiden varierer fra noen få minutter (peptider) til et par dager. Hormoneffektene klassifiseres som stimulerende, hemmende, additive eller synergiske. Et hormon som ikke har noen effekt i seg selv, men er nødvendig for at andre hormoner skal komme til uttrykk, sies å ha en permissiv effekt.

Hormonenes virkningsmekanismer eller effektveier kan inndeles på denne måten:

1. endringer i membranpermeabiliteten
2. påvirkningen av hastighetsbestemmende enzymer i én eller flere av målcellenes reaksjonsveier
3. induksjon av proteinsyntese i målcellene
4. aktivering av gener som gir transkripsjon av nye mRNA-varianter. Disse hormonvirkningene utelukker ikke hverandre. Et hormon kan ha mer enn en av dem på sitt repertoar.

Peptidhormoner går vanligvis ikke gjennom cellemembraner, men bindes som nevnt til spesifikke reseptorer på cellens overflate. Det samme gjelder for adrenalin. Når en slik hormonreseptorbinding er etablert, blir et membranbundet enzym aktivert via et såkalt G-protein i cellemembranen. Dette aktiverte enzymet vil i sin tur stimulere til produksjon av en eller flere av de sekundære budbringermolekylene (for eksempel cAMP, cGMP, inositol trifosfat, diacylglyserol, Ca⁺⁺), som direkte eller indirekte stimulerer proteinkinaser som så regulerer spesifikke cellulære prosesser. I kontrast til dette finnes steroidhormonene, som lett krysser cellemembranen og translokeres til cellekjernen og hormonspesifikke reseptorer på den. Effekten er en genaktivering som fører til syntese av bestemte proteiner med biologiske virkninger.

Også hormoner av gruppen tyrosinderivater går lett gjennom cellemembranen. Disse hormonene regulerer gentranskripsjonen ved at de bindes til kjernereseptorer som allerede er bundet til DNA i hormonenes målceller.

Slike mangfoldige og varierte virkningsmekanismer som dem man finner i det endokrine system, avspeiler ofte utviklingen av de forskjellige livsformer på Jorden, og vitner om miljøforhold og utfordringer som er annerledes enn de nåværende. Kjemiske løsninger på andre tiders og arters livsproblemer kan virke forvirrende og irrelevante når de utforskes i dag.