Kuva: ”Hypotalamus-Aivolisäkekompleksi”, jonka on laatinut Phil Schatz. Lisenssi: CC BY 4.0

Endokriiniset rauhaset ja eksokriiniset rauhaset

Endokriiniset rauhaset vapauttavat hormoneja interstitiumin eli solujen välisen tilan sisällä. Eksokriinisillä rauhasilla on erityisiä erittäviä kanavia. Esimerkkinä voidaan mainita hikirauhaset.

Endokriiniset rauhaset ja niiden fysiologia

Tärkeimmät hormoneja tuottavat paikat ovat:

• Hypotalamus (sijaitsee välikarsinan alaosassa)
• Hypofyysi (aivolisäke)
• Kilpirauhanen (glandula thyroidea)
• Lisäkilpirauhanen (glandula parathyroidea)
• Epifyysi (käpyrauhanen)
• Haima
• Munuaiset (glandulae)
• Suolirauhaset (sukurauhaset ja munasarja)
• Kyynärnuppu (se vetäytyy murrosiän aikana)

Osa hypotalamuksesta, kaikki nämä elimet vapauttavat hormonejaan verenkiertoon. Suurin osa hypotalamuksen hormoneista vapautuu porttilaskimoon.

Hormonit ovat viestiaineita

Hormonit ovat elimistön tuottamia kemiallisia viestiaineita. Ne kuljettavat tietoa kohde-elimiin ja mahdollistavat siten toiminnan ja aineenvaihdunnan koordinoinnin. Hormoniviestintä on hieman hitaampaa kuin neuronien kautta tapahtuva tiedonvaihto. Neuroniviestintä tapahtuu muutamassa sekunnissa, kun taas hormonit tarvitsevat vähintään useita minuutteja – ellei pidempäänkin. Hormonit eroavat toisistaan tuotantopaikkansa ja kemiallisen rakenteensa (synteesin periaatteet) mukaan.

’Hormonityypit: Transport and Mechanisms of Action’ Image created by Lecturio

Erottelu tuotantopaikan mukaan

Hormonit, jotka luokitellaan muodostumispaikkansa mukaan, ovat rauhashormonit, kudoshormonit, hermosekretoriset hormonit ja välittäjäaineet.

Rauhashormonit ja kudoshormonit

Rauhashormonit tuotetaan sisäeritysrauhasissa ja niitä vapautuu verenkiertoon. Tätä prosessia kutsutaan myös hormonien eritykseksi. Hormonit kulkeutuvat tuotantopaikastaan vaikutuskohtaan. Rauhashormonit jaetaan edelleen adenotrofisiin hormoneihin ja perifeerisiin hormoneihin. Esimerkki adenotrofisesta hormonista on ACTH (adrenokortikotrofinen hormoni). Perifeerinen hormoni on esimerkiksi insuliini.

Kudoshormonit ovat saaneet nimensä siitä, että niitä tuotetaan erikoistuneissa kudossoluissa. Ne kulkeutuvat kohde-elimiinsä diffuusion kautta (parakriininen säätely). Tuotantopaikka ja vaikutuskohta voivat sijaita hyvin lähellä toisiaan, mutta voivat olla myös hyvin kaukana toisistaan. Esimerkki kudoshormonista on gastriini, ruoansulatuskanavassa esiintyvä peptidihormoni.

Neurosekretoriset hormonit ja välittäjäaineet

Neurosekretorisia aineita ovat esimerkiksi hypotalamuksen hormonit. Niitä tuotetaan erikoistuneissa neurosekretorisissa soluissa. Hormonit kulkeutuvat kohde-elimiinsä verenkierron kautta.

Välittäjäaineet ovat kemiallisia signalointiaineita, joita ei voida tarkasti erottaa välittäjäaineista. Niitä voidaan tuottaa monissa eri soluissa. Ne vaikuttavat yleensä paikallisesti, koska ne voivat hajota hyvin nopeasti. Esimerkki välittäjäaineesta on histamiini.

Erottelu kemiallisen rakenteen mukaan

Steroidihormonit, eikosanoidit ja aminohapoista johdetut hormonit kuuluvat tähän ryhmään.

Steroidihormonien synteesi

Steroidihormonien synteesi

Steroidihormonien perusrakenne muodostuu steraanista. Ne eivät varastoidu rauhasiin, vaan vapautuvat vereen heti tuotantonsa jälkeen. Siksi niiden synteesiä säädellään tiukasti ylituotannon estämiseksi.

Aminohapoista johdettujen hormonien synteesi

Matalamolekyyliset aminohappojohdannaiset, peptidit (polypeptidit) ja proteiinit (proteohormonit) kuuluvat steroidihormonien ryhmään. Aminohappojohdannaishormonien tuotannossa – ja myös vaikutuksessa – on suuria eroja. Proteohormonien tuotannon (biosynteesin) aikana muodostuu 1. vaiheessa preprohormoneja. Nämä ovat pitkiä polypeptidiketjuja. Peptidit tuodaan endoplasmiseen retikulumiin, minkä jälkeen signaalisekvenssi pilkotaan irti. Tulosta kutsutaan peptidihormoniksi.

Peptidihormoneja muutetaan edelleen posttranslationaalisessa modifikaatioprosessissa. Tämän jälkeen ne varastoituvat granulan sisälle, josta ne voivat vapautua vastaavan stimulaation yhteydessä (eksosytoosi).

Eikosanoidien synteesi

Eikosanoideja ovat esimerkiksi prostaglandiinit. Ne eivät voi vain lähettää hormonaalisia signaaleja ja niitä tuotetaan erityyppisissä kudoksissa sekä soluissa.

Hormonien toimintaperiaatteet

Hormonit vaikuttavat yleensä kohde-elimessä. Ne sitoutuvat tiettyyn reseptoriin (proteiineihin) kohdekohdassa. Näillä proteiineilla on:

• korkea affiniteetti
• matala kapasiteetti
• korkea spesifisyys

Hormonit välittävät vaikutuksensa vaikuttamalla geenien aktiivisuuteen ja aktivoimalla ”sekundaarisia sanansaattajia”. Geenien aktiivisuuteen vaikuttavat erityisesti steroidihormonit. Myös tyroksiini toimii tällä tavoin. Toiset sanansaattajat ovat signaalimolekyylejä, jotka lähettävät signaalin kohdesolulle. Tämä johtaa tehostettuun vaikutukseen, joka voi laukaista erilaisia seurauksia. Lisäksi hormonit voivat vaikuttaa aineenvaihduntaan.

Hypotalamuksen hormonit

Hypotalamus sijaitsee talamuksen alapuolella ja koordinoi vesitasapainoa, suola-aineenvaihduntaa ja verenpainetta. Lisäksi se säätelee ruumiinlämpöä ja ruoan saantia. Se hallitsee myös seksuaalista käyttäytymistä ja unta. Hormonijärjestelmässä hypotalamus säätelee tuotettujen hormonien määrää. Kaikkien tähän prosessiin tarvittavien hormonien synteesi tapahtuu neuronien sisällä. Jopa hypotalamuksen hormonien vapautumista ohjataan hormoneilla.

Hypotalamuksen hormonit ovat GnRH (gonadotropiinia vapauttava hormoni), TRH (tyrotropiinia vapauttava hormoni), GH-RH (kasvuhormonia vapauttava hormoni) ja CRH (kortikotropiinia vapauttava hormoni).

Hypofyysin hormonit

ACTH (adrenokortikotrooppinen hormoni) kuuluu tähän hormoniryhmään. Se säätelee kortisolin vapautumista ja sitä kutsutaan myös ”stressihormoniksi”. Muita hormoneja ovat TSH (kilpirauhasta stimuloivat hormonit), jotka vaikuttavat kilpirauhaseen ja vaikuttavat T3:n ja T4:n vapautumiseen.

Lisäksi hypofyysi tuottaa FSH:ta (follikkelia stimuloiva hormoni) ja LH:ta (luteinisoiva hormoni). Molemmat ovat tärkeitä sukupuolen ja hedelmällisyyden kehittymisen kannalta. Hypofyysi syntetisoi myös prolaktiinia. Se vaikuttaa maitorauhaseen ja aktivoi maidontuotantoa. Vielä yksi hypofyysin hormoni on kasvuhormoni, joka säätelee kasvua. Se ei kuitenkaan säädellä kasvua suoraan vaan stimuloimalla toista hormonia.

Kilpirauhashormonit

Kilpirauhanen tuottaa tyroksiinia (T4) ja trijodityroniinia (T3). Molempia hormoneja on vapaasti veressä, mutta ne voivat myös sitoutua proteiineihin (kantajaproteiineihin). Tyreotropiinihormonia (TSH) taas tuottaa aivolisäke ja se kulkeutuu kilpirauhaseen verenkierron kautta. Sen tehtävänä on säädellä kilpirauhashormonien T3 ja T4 toimintaa. Kilpirauhassairauksia epäiltäessä TSH:ta kontrolloidaan yleensä 1.

Miehillä alaraja on 0,4 µU/ml, yläraja 2,5. Naisten alaraja on 0,3 µU/ml, yläraja on 1,0. Glandula parathyroidea (lisäkilpirauhanen) tuottaa lisäkilpirauhashormonia, joka vastaa veren kalsiumin ja fosfaatin välisen suhteen tasapainottamisesta.

Käpyrauhasen (käpyrauhanen)

Käpyrauhanen tuottaa epifysiini- ja melatoniinihormoneja, jotka säätelevät vuorokausirytmiä.

Haiman hormonit

Haima tuottaa insuliinia, somatostatiinia ja glukagonia. Insuliini ja glukagoni säätelevät verensokeria. Somatostatiini estää ruoansulatusmehun vapautumista. Insuliini ja glukagoni syntetisoidaan niin sanotuissa Langerhansin saarekkeissa. Glukagonia tuotetaan alfasoluissa, insuliinia beetasoluissa. Somatostatiinin tuotanto tapahtuu delta-soluissa. Kaikki 3 hormonityyppiä vapautuvat ruoan saannin jälkeen. Korkea verensokeritaso johtaa insuliinin vapautumiseen. Jos verensokeritaso laskee, vapautuu glukagonia, joka nostaa verensokeria uudelleen. Insuliinia ja glukagonia voidaan estää amyliinin ja pankreatostatiinin avulla.

Munuaisen hormonit

Munuaiset tuottavat erilaisia hormoneja, jotka luokitellaan kolmeen pääryhmään: kortisoli, aldosteroni ja androgeenit. Nämä hormonit ovat steroidihormoneja. Niitä stimuloi aivolisäkkeestä tuleva ACTH. ACTH:ta ohjaa hypotalamuksesta peräisin oleva CRH. Hormonit ovat jatkuvassa vuorovaikutuksessa keskenään. Tätä kutsutaan myös kontrollipiiriksi. Kortisoli kuuluu glukokortikoidien ryhmään ja vaikuttaa aineenvaihduntaan. Tähän kuuluu rasvan ja proteiinien hajoaminen, mutta myös sokerin synteesi.

Lisäksi se estää tulehdusta ja tukahduttaa immuunijärjestelmää. Aldosteroni on välttämätön vesitasapainon ja suola-aineenvaihdunnan kannalta.

Se sisältää natriumia ja kaliumia terveyden ylläpitämiseksi tarvittavan määrän. Natrium voi sitoa vettä, mikä lisää veren tilavuutta ja verenpainetta. Androgeenit ovat sukupuolihormoneja. Noin 5 % kaikista miesten androgeeneista tuotetaan lisämunuaisissa.

Sukurauhashormonit (munasarjat ja kivekset)

Sukupuolikohtaisia sukupuolihormoneja tuottavat sukurauhaset, joita ovat munasarjat ja kivekset. Tuotetut hormonit ovat androgeenit, gestageenit ja estrogeenit. Mainittujen hormonien tuotantoa on stimuloitava muilla hormoneilla.

Estrogeenit ovat välttämättömiä kohdun limakalvon kasvulle, joka on jokaisen raskauden edellytys. Itse raskautta säätelevät lukuisat hormonit. Testosteroni kuuluu androgeenien ryhmään ja on vastuussa miesten sukupuolisidonnaisesta ulkoisesta olemuksesta ja sukupuoliviettiä. Nämä hormonit ovat hypotalamuksen, hypofyysin ja sukurauhasten säätelypiirin alaisia.

Kateenkorvan hormonit

Kateenkorva on elin, joka on syntyessään täysin kehittynyt ja muotoutuu takaisin murrosiässä. Kateenkorva on tärkeä immuunijärjestelmän ja kasvun kehittymisen kannalta. Hormonit tuotetaan kateenkorvan epiteelisolujen sisällä, ja niihin kuuluvat peptidit, kuten tymosiini, tymopoetiini ja tymosteriini.

Patologiat endokrinologiassa

Kilpirauhasen mahdolliset sairaudet

Alhaiset TSH-arvot voivat viitata kilpirauhasen liikatoimintaan (hypertyreoosiin), syöpäsairauteen tai sekundaariseen kilpirauhasen alikäyttöön. Korkeat arvot ovat osoitus primaarisesta vajaatoiminnasta. Struma (sato) on kilpirauhasen tulehdus.

Haiman mahdolliset sairaudet

Diabetes mellitus tyyppi 2 on 1 yleisimmistä haiman sairauksista. Se johtaa insuliiniresistenssiin. Hormonipuutos on kuitenkin osa sairautta. Tyypin 2 diabetes on seurausta liiallisesta ravinnonsaannista, inaktiivisuudesta ja geneettisestä alttiudesta. Tyypin 1 diabetes taas on autoimmuuniprosessi, joka johtaa täydelliseen insuliinin puutteeseen. Potilas on insuliiniriippuvainen. Tämä diabetestyyppi seuraa usein akuutteja sairauksia, kuten ruoansulatuskanavan sairauksia tai tartuntatauteja. Tätä prosessia koskeva tutkimus on kuitenkin vielä kesken.

Mahdolliset lisämunuaisten sairaudet

Yleinen lisämunuaisten sairaus on Morbus Cushing, joka johtaa kortisolin tuotannon lisääntymiseen. Mahdollinen syy tähän sairauteen voi olla kasvain, joka tuottaa itse hormoneja, jotka edistävät kortisolin vapautumista. Morbus Cushing voi laukaista muita sairauksia, kuten esimerkiksi diabeteksen. Aldosteronin ylituotanto voi aiheuttaa Connin oireyhtymän. Tämä sairaus johtaa verenpaineen nousuun, koska kaliumpitoisuus laskee.