17.3 Heiladingull og undirstúka
17.3 Heiladingull og undirstúka
Námsmarkmið
Að loknum þessum hluta átt þú að geta:
- Útskýrt tengsl byggingar og starfsemi undirstúku við fram- og afturhluta heiladinguls
- Tilgreint hormónin tvö sem losna frá afturhluta heiladinguls, markfrumur þeirra og helstu áhrif
- Tilgreint sex meginhormónin sem framhluti heiladinguls framleiðir, markfrumur þeirra og helstu áhrif og útskýrt hvernig undirstúkan stjórnar þeim
Líta má á undirstúku-heiladingulskerfið sem stjórnstöð innkirtlakerfisins. Kerfið seytir bæði hormónum sem kalla beint fram svör í markvefjum og hormónum sem stjórna myndun og seytingu hormóna annarra kirtla. Það samhæfir einnig boð innkirtlakerfis og taugakerfis. Í mörgum tilvikum fer áreiti sem taugakerfið tekur við um undirstúku-heiladingulskerfið og er þar umbreytt í hormónaboð sem geta hrundið af stað svari.
Undirstúkan er hluti milliheilans og liggur framan og neðan við stúkuna (mynd 17.7). Hún gegnir bæði tauga- og innkirtlastarfsemi og myndar og seytir mörgum hormónum. Undirstúkan tengist heiladinglinum, sem einnig nefnist hypophysis, bæði byggingarlega og starfrænt. Heiladingullinn er á stærð við baun og hangir neðan úr undirstúkunni á stilk sem nefnist trekt eða heiladingulsstilkur. Hann liggur í tyrkjasöðli fleygbeins höfuðkúpunnar. Heiladingullinn skiptist í tvo hluta sem eiga ólíkan fósturfræðilegan uppruna: afturhlutinn, eða taugadingullinn (neurohypophysis), er taugavefur en framhlutinn, eða kirtildingullinn (adenohypophysis), er kirtilvefur sem þroskast úr munnþekju fósturvísis. Hormón fram- og afturhlutans og millihlutans þar á milli eru tekin saman í töflu 17.3.
| Hluti heiladinguls | Tengd hormón | Efnaflokkur | Áhrif |
|---|---|---|---|
| Framhluti | Vaxtarhormón (GH) | Prótein | Stuðlar að vexti líkamsvefja |
| Framhluti | Prólaktín (PRL) | Peptíð | Örvar mjólkurmyndun í mjólkurkirtlum |
| Framhluti | Skjaldkirtilsstýrihormón (TSH) | Glýkóprótein | Örvar losun skjaldkirtilshormóna frá skjaldkirtli |
| Framhluti | Nýrnahettubarkarörvandi hormón (ACTH) | Peptíð | Örvar hormónalosun úr nýrnahettuberki |
| Framhluti | Eggbússtýrihormón (FSH) | Glýkóprótein | Örvar myndun kynfrumna í kynkirtlum |
| Framhluti | Gulbússtýrihormón (LH) | Glýkóprótein | Örvar andrógenframleiðslu í kynkirtlum |
| Afturhluti | Þvagtemprandi hormón (ADH) | Peptíð | Örvar endurupptöku vatns í nýrum |
| Afturhluti | Oxýtósín | Peptíð | Örvar legsamdrætti í fæðingu |
| Millihluti | Melanfrumuörvandi hormón (MSH) | Peptíð | Örvar melanínmyndun í sortufrumum |
Afturhluti heiladinguls
Afturhluti heiladinguls er í raun myndaður af síma taugaseytifrumna í hjáhólfskjarna (nucleus paraventricularis) og yfirsjónkjarna (nucleus supraopticus) undirstúkunnar. Frumubolirnir eru í undirstúkunni en símar þeirra liggja niður trektina sem undirstúku-heiladingulsbraut og enda í símaendum sem mynda meginhluta afturhlutans (mynd 17.8).
Afturhluti heiladinguls myndar ekki hormón heldur geymir og losar hormón sem mynduð eru í undirstúku. Taugaseytifrumur bæði hjáhólfskjarna og yfirsjónkjarna geta myndað oxýtósín og ADH, þótt oxýtósín sé einkum tengt hjáhólfskjarna og ADH yfirsjónkjarna. Hormónin berast eftir símum til geymslusvæða í símaendum afturhlutans. Þegar boð berast eftir sömu taugafrumum losna hormónin úr símaendunum út í blóðrásina.
Oxýtósín
Þegar fósturþroska lýkur örvar peptíðhormónið oxýtósín legsamdrætti og útvíkkun legháls. Oxýtósínviðtakar í legi eru fáir megnið af meðgöngunni en myndun þeirra eykst undir lok hennar og sléttar vöðvafrumur legsins verða næmari fyrir hormóninu. Í fæðingu losnar oxýtósín í jákvæðum afturvirkum ferli. Legsamdrættir þrýsta höfði fósturs að leghálsi og teygja hann. Teygjan sendir taugaboð til undirstúku, sem eykur myndun oxýtósíns, og afturhluti heiladinguls losar meira af hormóninu. Samdrættirnir verða þá öflugri og leghálsinn víkkar frekar. Ferillinn heldur áfram þar til barnið fæðist.
Styrkur oxýtósíns í blóði fer að lækka strax eftir fæðingu en hormónið gegnir áfram mikilvægu hlutverki fyrir foreldri og nýbura. Við brjóstagjöf er oxýtósín nauðsynlegt fyrir mjólkurlosunarviðbragðið. Þegar nýburinn sýgur geirvörtuna senda skynnemar boð til undirstúku. Við það losnar oxýtósín í blóð og innan nokkurra sekúndna dragast vöðvaþekjufrumur umhverfis mjólkurblöðrur og ganga saman svo mjólkin þrýstist út í mjólkurgangana og til barnsins. Rannsóknir benda einnig til að oxýtósín taki þátt í tengslamyndun foreldris og nýbura og tengist nálægð og kynsvörun, en þessi félagslegu og tilfinningalegu áhrif eru flókin og ráðast af samhengi.
Þvagtemprandi hormón (ADH)
Styrkur uppleystra efna í blóði, eða osmólstyrkur blóðs, getur breyst við neyslu tiltekins matar og drykkjar og vegna sjúkdóma, áverka, lyfja eða annarra þátta. Osmólstyrkurinn er stöðugt vaktaður af osmónemum, sérhæfðum taugungum í undirstúku sem eru sérstaklega næmir fyrir styrk natríumjóna og annarra uppleystra efna.
Við háan osmólstyrk blóðs, til dæmis vegna vökvaskorts eða mjög saltrar máltíðar, örva osmónemar losun þvagtemprandi hormóns (ADH) frá afturhluta heiladinguls. ADH verkar einkum á þekjufrumur safnrása nýrna og eykur fjölda vatnsganga í himnum þeirra. Þá eykst endurupptaka vatns úr síuvökvanum, meira vatn skilar sér í blóðið og minna fer út með þvagi. Vatnsinnihald blóðs eykst og osmólstyrkur þess lækkar. ADH kallast einnig vasópressín því mjög hár styrkur þess veldur æðasamdrætti og hækkar blóðþrýsting með auknu útlægu viðnámi. Neikvæð afturverkun stjórnar losuninni: þegar osmólstyrkur blóðs lækkar skynja osmónemar breytinguna og draga úr ADH-losun. Þá minnkar endurupptaka vatns úr síuvökva nýrna.
Lyf og önnur efni geta haft áhrif á losun ADH. Áfengi hamlar til dæmis losun hormónsins, eykur þvagmyndun og getur stuðlað að vökvaskorti og timburmönnum. Flóðmiga (diabetes insipidus) einkennist af mikilli þvagmyndun vegna of lítillar ADH-verkunar. Við miðlæga flóðmigu myndast eða losnar of lítið ADH en við nýrnaflóðmigu svara nýrun hormóninu illa. Í báðum tilvikum endurupptaka nýrun of lítið vatn, þorsti og vökvaneysla aukast og þvagið verður mjög þunnt. Ef vökvatap er ekki bætt upp geta osmólstyrkur blóðs og natríumstyrkur hækkað og alvarlegt vökva- og rafvakaójafnvægi myndast.
Framhluti heiladinguls
Framhluti heiladinguls á uppruna í munnþekju fósturvísis og vex upp í átt að heilanum á fósturskeiði. Hann skiptist í þrjú svæði: pars distalis er fremst og stærst, pars intermedia liggur upp að afturhluta heiladinguls og pars tuberalis er mjótt, rörlaga svæði sem umlykur trektina.
Afturhluti heiladinguls myndar ekki hormón heldur geymir þau og losar. Framhlutinn myndar hins vegar hormón sjálfur. Seytingu þeirra stjórna tveir flokkar hormóna frá undirstúku: leysihormón örva seytingu hormóna framhlutans en hömlunarhormón draga úr henni.
Taugungar undirstúkunnar seyta hormónum sem berast með æðum til framhluta heiladinguls (mynd 17.9). Í trektinni myndast frumháræðaflækja sem tengist síðháræðaflækju framhlutans með portbláæðum. Þetta nefnist portæðakerfi heiladinguls og flytur hormón undirstúku beint til framhlutans án þess að þau fari fyrst út í almenna blóðrás. Í mannslíkamanum eru tvö bláæðaportæðakerfi, heiladinguls- og lifrarportæðakerfi. Blóðrás nýrnagaukla, þar sem tvö háræðanet í röð tengjast með slagæðlingi, er stundum nefnd slagæðaportkerfi. Efri heiladingulsslagæð, grein frá innri hálsslagæð, flytur blóð til undirstúkusvæðisins og greinar hennar mynda frumháræðaflækju portæðakerfisins (sjá mynd 17.9). Leysi- og hömlunarhormón fara frá frumháræðaflækjunni í portbláæðar og berast eftir þeim til framhluta heiladinguls. Hormón framhlutans fara síðan í síðháræðaflækju og þaðan út í almennu blóðrásina.
Framhluti heiladinguls framleiðir sex meginhormón: vaxtarhormón (GH), skjaldkirtilsstýrihormón (TSH), nýrnahettubarkarörvandi hormón (ACTH), eggbússtýrihormón (FSH), gulbússtýrihormón (LH) og prólaktín. Við klofnun forpróteinsins próópíómelanókortíns (POMC) myndast auk þess meðal annars beta-endorfín. TSH, ACTH, FSH og LH kallast saman stýrihormón vegna þess að þau örva eða hamla starfsemi annarra innkirtla.
Vaxtarhormón
Innkirtlakerfið stjórnar líkamsvexti, próteinmyndun og frumufjölgun. Vaxtarhormón (GH), einnig nefnt sómatótrópín, gegnir þar meginhlutverki. Þetta próteinhormón myndast og losnar frá framhluta heiladinguls. Verkun þess er fyrst og fremst vefaukandi: það stuðlar að próteinmyndun og vefjauppbyggingu með beinum og óbeinum leiðum (mynd 17.10). Styrk GH stjórna vaxtarhormónsleysihormón (GHRH) og vaxtarhormónshamlandi hormón (GHIH), einnig nefnt sómatóstatín, frá undirstúku.
Glúkósasparandi áhrif koma fram þegar GH örvar fiturof, það er niðurbrot forðafitu í fitufrumum, og fitusýrur losna út í blóðið. Margir vefir skipta þá úr glúkósa yfir í fitusýrur sem meginorkugjafa og taka því minna af glúkósa úr blóðrásinni.
GH veldur einnig sykursýkisáhrifum með því að auka glúkósamyndun og losun glúkósa frá lifur og draga úr glúkósaupptöku sumra vefja. Heitið vísar til þess að blóðsykur getur hækkað líkt og hjá fólki með ómeðhöndlaða sykursýki. Samspil glúkósasparandi og sykursýkisáhrifa hækkar því blóðsykur.
GH miðlar vexti og próteinmyndun óbeint með því að örva lifur og aðra vefi til að mynda prótein sem kallast insúlínlíkir vaxtarþættir (IGF-þættir). Þeir auka frumufjölgun og hamla stýrðum frumudauða. IGF-þættir auka einnig upptöku amínósýra úr blóði til próteinmyndunar. Beinagrindarvöðvafrumur og brjóskfrumur eru sérstaklega næmar fyrir örvun af völdum IGF-þátta.
Truflun á innkirtlastjórn vaxtar getur valdið ýmsum röskunum. Risavöxtur stafar af óeðlilega mikilli seytingu GH hjá börnum áður en vaxtarplötur lokast og leiðir til óhóflegs lengdarvaxtar. Sambærileg ofseyting hjá fullorðnum veldur akrómegalíu, þar sem bein og mjúkvefir stækka meðal annars í andliti, höndum og fótum eftir að lengdarvexti er lokið. Óeðlilega lágur GH-styrkur hjá börnum getur skert vöxt; það nefnist heiladingulsdvergvöxtur eða vaxtarhormónsskortur.
Skjaldkirtilsstýrihormón
Skjaldkirtilsstýrihormón (TSH), einnig nefnt týrótrópín, stjórnar starfsemi skjaldkirtils. Framhluti heiladinguls losar TSH sem svar við týrótrópínleysihormóni (TRH) frá undirstúku. TSH örvar myndun og losun skjaldkirtilshormóna. Þegar styrkur þeirra í blóði hækkar dregur neikvæð afturverkun úr myndun og losun TRH og síðan TSH.
Nýrnahettubarkarörvandi hormón
Nýrnahettubarkarörvandi hormón (ACTH), einnig nefnt kortíkótrópín, örvar nýrnahettubörk til að seyta barksterum á borð við kortisól. ACTH myndast við klofnun forpróteinsins próópíómelanókortíns (POMC). Við klofnun þess geta myndast fleiri lífvirkar sameindir, meðal annars melanfrumuörvandi hormón og ópíóíðpeptíð heilans sem nefnast endorfín.
Barksteraörvandi leysihormón (CRH) frá undirstúku stjórnar losun ACTH í samræmi við eðlilegar dægursveiflur og lífeðlisfræðilegt álag. Ýmsir streituvaldar geta einnig aukið losunina. Hlutverki ACTH í streituviðbragði er lýst síðar í kaflanum.
Eggbússtýrihormón og gulbússtýrihormón
Ýmsir innkirtlar seyta hormónum sem stjórna þroska og starfsemi æxlunarkerfisins, þar á meðal framhluti heiladinguls, nýrnahettubörkur og kynkirtlarnir, eistu og eggjastokkar. Mikill hluti þroskans á sér stað á kynþroskaskeiði þegar önnur kyneinkenni þroskast. Undirstúkan myndar og seytir gónadótrópínleysihormóni (GnRH), sem hrindir kynþroskaferlinu af stað. GnRH örvar framhluta heiladinguls til að seyta gónadótrópínum, hormónum sem stjórna starfsemi kynkirtla. Styrkur GnRH lýtur afturvirkri stjórn; hár styrkur kynkirtilshormóna dregur úr losun GnRH og gónadótrópína. Gónadótrópín stjórna æxlunarstarfsemi alla ævi og hjá einstaklingum með eggjastokka upphafi og lokum æxlunargetu.
Gónadótrópínin eru tvö glýkópróteinhormón. Eggbússtýrihormón (FSH) örvar myndun og þroska kynfrumna, það er eggfrumna og sáðfrumna. Í eggjastokkum örvar FSH einnig vöxt eggbúa og estrógenmyndun þeirra. Gulbússtýrihormón (LH) kemur af stað egglosi og stuðlar að myndun estrógens og prógesteróns í eggjastokkum. Í eistum örvar LH testósterónmyndun.
Prólaktín
Prólaktín (PRL) stuðlar að mjólkurmyndun, eins og heitið gefur til kynna. Á meðgöngu tekur það þátt í þroska mjólkurkirtla og eftir fæðingu örvar það myndun brjóstamjólkur. Áhrifin ráðast mjög af leyfiáhrifum estrógena, prógesteróns og annarra hormóna. Oxýtósín örvar hins vegar mjólkurlosunina sjálfa.
Seyting prólaktíns er að jafnaði undir stöðugri hömlun dópamíns frá taugungum undirstúku; dópamín er því einnig nefnt prólaktínhamlandi hormón (PIH). Á meðgöngu auka estrógen meðal annars myndun prólaktíns og eftir fæðingu dregur sog barns úr dópamínboðum svo prólaktínlosun eykst. Hugtakið prólaktínleysihormón (PRH) er notað um örvandi boð frá undirstúku, en hjá mönnum hefur ekki verið staðfest eitt sérstakt PRH sem stjórnar ferlinu eitt og sér.
Millihluti heiladinguls: melanfrumuörvandi hormón
Frumur á svæðinu milli fram- og afturhluta heiladinguls geta seytt melanfrumuörvandi hormóni (MSH), sem myndast við klofnun forpróteinsins próópíómelanókortíns (POMC). Millihlutinn er mjög lítill hjá fullorðnum mönnum og hlutverk MSH frá heiladingli er flókið. MSH sem myndast staðbundið í húð stuðlar að melanínmyndun við útfjólubláa geislun. Húðlitur ræðst þó ekki einfaldlega af magni MSH; meðal annars skipta svörun sortufrumna, gerð og dreifing melaníns og erfðaþættir máli. Á meðgöngu getur aukin melanókortín- og hormónavirkni ásamt estrógenum stuðlað að dekkri lit á húð, einkum geirvörtubaugum og innri skapabörmum. Mynd 17.11 tekur saman helstu hormón heiladinguls og áhrif þeirra.
