[Endocrine Physiology] Chương 1 :Đại cuơng của sinh lý nội tiết (P1)

Chương 1 :Đại cuơng của sinh lý nội tiết

Chức năng của hệ thống nội tiết là điều phối và tích hợp hoạt động của tế bào trong toàn bộ cơ thể bằng cách điều chỉnh chức năng của tế bào và cơ quan của sự sống và duy trì cân bằng nội môi (homeostasis). Cân bằng nội môi, hoặc duy trì môi trường bên trong ổn định, là rất quan trọng để đảm bảo chức năng tế bào.

HỆ THỐNG NỘI TIẾT : CHỨC NĂNG SINH LÝ VÀ THÀNH PHẦN CỦA HỆ NỘI TIẾT

Một số chức năng chính của hệ thống nội tiết bao gồm:

:• Điềuchỉnh cân bằng nước và điện giải; kiểm soát thể tích tuần hoàn và huyết áp

• Điều chỉnh cân bằng canxi và photphat để duy trì nồng độ thể tích dịch ngoại bào cần thiết cho tính toàn vẹn của màng tế bào và tín hiệu nội bào

• Quy định sự cân bằng năng lượng và kiểm soát việc huy động, sử dụng và lưu trữ nguyên liệu để đảm bảo đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của tế bào

• Phối hợp các phản ứng điều hòa ngược huyết động và chuyển hóa của vật chủ đối với stress

• Quy định quá trình sinh sản, phát triển, tăng trưởng và lão hóa

Trong mô tả cổ điển về hệ thống nội tiết, một chất truyền tin hóa học hoặc hormone được sản xuất bởi một cơ quan được giải phóng vào tuần hoàn để tạo ra ảnh hưởng đến cơ quan đích. Hiện tại, khái niệm chính xác của hệ thống nội tiết là một mạng lưới tích hợp nhiều cơ quan có nguồn gốc từ phôi thai khác nhau, giải phóng các hormone khác nhau, từ peptide đến glycoprotein, phát huy tác dụng của chúng ở các tế bào lân cận hoặc xa. Mạng lưới nội tiết của các cơ quan và chất trung gian này không hoạt động riêng lẻ và được tích hợp chặt chẽ với hệ thống thần kinh trung ương và ngoại vi cũng như với hệ thống miễn dịch, dẫn đến thuật ngữ được sử dụng hiện nay như hệ thống “nội tiết thần kinh” (neuroendocrine) hoặc “hệ thống miễn dịch nội tiết thần kinh” (neuroendocrine-immune) để mô tả sự tương quan của chúng. Ba thành phần cơ bản tạo nên cốt lõi của hệ thống nội tiết.

Hình 1–1. Hệ thống nội tiết. Các cơ quan nội tiết nằm khắp cơ thể, và chức năng của chúng được kiểm soát bởi các hormone được cung cấp thông qua tuần hoàn hoặc được sản xuất tại chỗ hoặc bằng cách kích thích thần kinh trực tiếp. Sự tích hợp sản xuất hormone từ các cơ quan nội tiết được điều hòa bởi vùng dưới đồi. ACTH, hormone vỏ thượng thận; CRH, hormone giải phóng corticotropin; FSH, hormone kích thích nang trứng; GHRH, hormone giải phóng hormone tăng trưởng; GnRH, hormone giải phóng gonadotropin; LH, hormone tạo hoàng thể; MSH, hormone điều hòa hắc tố; TRH, hormone giải phóng thyrotropin; TSH, hormone kích thích tuyến giáp; T3, triiodothyronine; T4, thyroxine.

Các tuyến nội tiết

Các tuyến nội tiết cổ điển không có ống dẫn và tiết ra các sản phẩm hóa học (hormone) của chúng vào khoảng kẽ từ nơi chúng đến vòng tuần hoàn. Không giống như hệ thống tim mạch, thận và tiêu hóa, các tuyến nội tiết không được kết nối về mặt giải phẫu và nằm rải rác khắp cơ thể (Hình 1–1). Thông tin liên lạc giữa các cơ quan khác nhau được đảm bảo thông qua việc giải phóng các hormone hoặc chất dẫn truyền thần kinh..

Hormones

Hormon là các sản phẩm hóa học, được giải phóng với một lượng rất nhỏ từ tế bào, có tác dụng sinh học đối với tế bào đích. Hormone có thể được giải phóng từ các tuyến nội tiết (tức là insulin, cortisol); não (tức là, hormone giải phóng corticotropin, oxytocin, và hormone chống bài niệu); và các cơ quan khác như tim (peptide natri lợi tiểu ở tâm nhĩ), gan (insulin – yếu tố tăng trưởng factor 1)), và mô mỡ (leptin).

Cơ quan đích

Cơ quan đích chứa các tế bào biểu hiện các thụ thể đặc hiệu với hormone và phản ứng với sự liên kết hormone bằng một phản ứng sinh học có thể chứng minh được.

 

HORMONE VÀ CÁC CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG

Dựa trên cấu trúc hóa học của chúng, các hormone có thể được phân loại thành protein (hoặc peptit), steroid và các dẫn xuất axit amin (amin). Cấu trúc hormone, ở một mức độ lớn, quyết định vị trí của thụ thể hormone, với các amin và hormone peptide liên kết với các thụ thể trên bề mặt tế bào và các hormone steroid có thể đi qua màng plasma và liên kết với các thụ thể nội bào. Một ngoại lệ cho sự tổng quát này là hormone tuyến giáp, một loại hormone có nguồn gốc từ axit amin được vận chuyển vào tế bào để liên kết với thụ thể nhân của nó. Cấu trúc hormone cũng ảnh hưởng đến thời gian bán hủy của hormone. Các amin có thời gian bán hủy ngắn nhất (2–3 phút), tiếp theo là polypeptit (4–40 phút), steroid và protein (4–170 phút), và hormone tuyến giáp (0,75–6,7 ngày).
Protein hoặc Hormone Peptide Các hormone protein hoặc peptide tạo nên phần lớn các hormone. Đó là các phân tử có từ 3 đến 200 gốc axit amin. Các mắt được tổng hợp như các prerohormone và trải qua quá trình xử lý sau dịch mã. Mắt được lưu trữ trong các hạt tiết trước khi được giải phóng bởi quá trình xuất bào (Hình 1–2), theo cách gợi nhớ đến cách các chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng khỏi các đầu cuối thần kinh.
Ví dụ về hormone peptide bao gồm insulin, glucagon và hormone vỏ thượng thận (ACTH). Một số hormone trong nhóm này, chẳng hạn như hormone tuyến sinh dục, hormone tạo hoàng thể và hormone kích thích nang trứng, cùng với hormone kích thích tuyến giáp (TSH) và gonadotropin màng đệm ở người, có Hình 1–2. Tổng hợp hoocmôn peptit. Các hoocmon peptit được tổng hợp dưới dạng prerohormone trong ribosome và được xử lý thành prohormone trong lưới nội chất (ER). Trong bộ máy Golgi, hormone hoặc prohormone được đóng gói trong các túi tiết, được giải phóng khỏi tế bào để phản ứng với lượng Ca 2+. Sự gia tăng Ca 2+ trong tế bào chất là cần thiết để gắn kết các túi tiết trong màng sinh chất và cho sự xuất bào của các chất chứa trong mụn nước. Hoocmôn và các sản phẩm của quá trình sau dịch mã xảy ra bên trong túi bài tiết được giải phóng ra ngoại bào.

Ví dụ: về hormone peptide là hormone vỏ thượng thận (ACTH), insulin, hormone tăng trưởng và glucagon. Tế bào nội tiết Interstitium Cytosol Màng huyết tương Tổng hợp Hạt nhân Mạng lưới nội chất hạt Bộ máy Golgi Túi tiết Túi tiết Preprohormone Prohormone Bao bì Prohormone Dự trữ Hormone Hormone Tiết ra Ca2 + Hormone (và bất kỳ đoạn “pro” nào) thành phần carbohydrate, dẫn đến việc chúng được chỉ định là glycoprotein. Các gốc carbohydrate đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các hoạt động sinh học và tốc độ thanh thải tuần hoàn của các hormone glycoprotein.

Hình 1–2. Tổng hợp hoocmôn peptit. Các hoocmon peptit được tổng hợp dưới dạng prerohormone trong ribosome và được xử lý thành prohormone trong lưới nội chất (ER). Trong bộ máy Golgi, hormone hoặc prohormone được đóng gói trong các túi tiết, được giải phóng khỏi tế bào để phản ứng với lượng Ca 2+. Sự gia tăng Ca 2+ trong tế bào chất là cần thiết để gắn kết các túi tiết trong màng sinh chất và cho sự xuất bào của các chất chứa trong mụn nước. Hoocmôn và các sản phẩm của quá trình sau dịch mã xảy ra bên trong túi bài tiết được giải phóng ra ngoại bào. Ví dụ về hormone peptide là hormone vỏ thượng thận (ACTH), insulin, hormone tăng trưởng và glucagon.

Steroid Hormones

Hormone steroid có nguồn gốc từ cholesterol và được tổng hợp ở vỏ thượng thận, tuyến sinh dục và nhau thai. Chúng hòa tan trong lipid, lưu thông liên kết với các protein liên kết trong huyết tương, và đi qua màng sinh chất để liên kết với các thụ thể nội bào hoặc nhân. Vitamin D và các chất chuyển hóa của nó cũng được coi là hormone steroid. Quá trình tổng hợp hormone steroid được mô tả trong Chương 5 và 6.

Amino Acid–Derived Hormones

Hormone có nguồn gốc từ axit amin là những hormone được tổng hợp từ axit amin tyrosine và bao gồm catecholamine norepinephrine, epinephrine và dopamine; cũng như các hormone tuyến giáp, có nguồn gốc từ sự kết hợp của 2 gốc axit amin tyrosine được iốt hóa. Quá trình tổng hợp hormone tuyến giáp và catecholamine được mô tả trong Chương 4 và 6.

Hormone Effects

Tùy thuộc vào nơi tác động sinh học của một hormone được tạo ra liên quan đến nơi hormone được tiết ra, tác dụng của nó có thể được phân loại theo 1 trong 3 cách (Hình 1–3). Hiệu ứng nội tiết khi một hormone được giải phóng vào vòng tuần hoàn và sau đó di chuyển trong máu để tạo ra tác dụng sinh học đối với các tế bào đích ở xa. Hiệu ứng này là nội tiết khi một hormone được giải phóng từ 1 tế bào tạo ra hiệu ứng sinh học đối với tế bào lân cận, thường là tế bào trong cùng một cơ quan hoặc mô. Hiệu ứng này là tự tiết khi một hormone tạo ra hiệu ứng sinh học đối với cùng một tế bào đã giải phóng nó. Gần đây, một cơ chế hoạt động bổ sung của hormone đã được đề xuất trong đó một hormone được tổng hợp và hoạt động nội bào trong cùng một tế bào. Cơ chế Th đã được gọi là nội tiết và đã được xác định là có liên quan đến tác dụng của peptit liên quan đến hormone tuyến cận giáp trong các tế bào ác tính và trong một số tác dụng của estrogen có nguồn gốc androgen (xem Chương 9).

Hình 1–3. Cơ chế hoạt động của hormone. Tùy thuộc vào nơi các hormone phát huy tác dụng, chúng có thể được phân loại thành các chất trung gian nội tiết, nội tiết và tự nội tiết. Các hormone đi vào máu và liên kết với các thụ thể hormone trong các tế bào đích ở các cơ quan ở xa làm trung gian cho các hoạt động nội tiết. Hormone liên kết với các tế bào gần tế bào giải phóng chúng làm trung gian hoạt động của paracrine. Các hormone tạo ra các hiệu ứng sinh lý của chúng bằng cách liên kết với các thụ thể trên cùng một tế bào tạo ra chúng làm trung gian cho các hiệu ứng tự tiết