17.1 Yfirlit yfir innkirtlakerfið
17.1 Yfirlit yfir innkirtlakerfið
Námsmarkmið
Að loknum þessum hluta átt þú að geta:
- Greint á milli gerða boðskipta milli frumna og lýst mikilvægi þeirra, verkunarháttum og áhrifum
- Greint helstu líffæri og vefi innkirtlakerfisins og staðsetningu þeirra í líkamanum
Boðskipti eru ferli þar sem sendandi sendir einum eða fleiri viðtakendum boð til að stýra og samhæfa starfsemi. Í mannslíkamanum taka tvö meginlíffærakerfi þátt í boðskiptum um tiltölulega langar vegalengdir: taugakerfið og innkirtlakerfið. Saman bera þessi tvö kerfi meginábyrgð á að viðhalda samvægi líkamans.
Tauga- og innkirtlaboð
Taugakerfið nýtir tvenns konar boðskipti milli frumna, rafboð og efnaboð. Boðin berast ýmist beint með rafspennu eða, þegar um efnaboð er að ræða, með taugaboðefnum á borð við serótónín og noradrenalín. Taugaboðefni verka staðbundið og hratt. Þegar rafboð í formi boðspennu berst að taugamótaenda flæða taugaboðefnin yfir taugamótaglufuna, bilið milli sendandi taugafrumu og viðtakandi taugafrumu eða vöðvafrumu. Þegar taugaboðefnin bindast viðtökum á viðtökufrumunni, eða eftirmótafrumunni, er örvun viðtakans umbreytt í svar, svo sem áframhaldandi rafboð eða breytingu á frumusvari. Markfruman svarar innan millisekúndna frá því að hún tekur við efnaboðunum og svarið stöðvast síðan mjög fljótt þegar taugaboðunum lýkur. Þannig gera taugaboð líkamanum kleift að sinna starfsemi sem krefst hraðra og skammvinnra viðbragða, svo sem hreyfing, skynjun og hugræn úrvinnsla. Innkirtlakerfið notar aftur á móti aðeins eina boðleið: efnaboð. Innkirtlalíffæri senda boðin með því að seyta efnum, hormónum, út í utanfrumuvökvann. Hormón berast einkum með blóðrásinni um líkamann. Þau bindast viðtökum á markfrumum og kalla fram einkennandi svar. Því tekur yfirleitt lengri tíma fyrir innkirtlaboð en taugaboð að kalla fram svar í markfrumum, þótt nákvæmur tími sé mismunandi eftir hormónum. Þegar þú stendur frammi fyrir hættulegum eða ógnvekjandi aðstæðum losna til dæmis nýrnahettuhormónin adrenalín og noradrenalín innan nokkurra sekúndna og framkalla svonefnd berjast-eða-flýja-viðbrögð. Aftur á móti getur tekið allt að 48 klukkustundir fyrir markfrumur að svara tilteknum æxlunarhormónum.
Hormón berast víða um líkamann, en aðeins markfrumur með viðeigandi viðtaka svara þeim. Sama hormón getur því tekið þátt í ólíkum lífeðlisfræðilegum ferlum eftir því hvaða markfrumur eiga í hlut. Hormónið oxýtósín stuðlar til dæmis að samdrætti legs í fæðingu. Það skiptir einnig máli fyrir mjólkurútstreymi við brjóstagjöf og rannsóknir benda til þess að það geti komið við sögu í kynsvörun og tilfinningatengslum hjá mönnum.
Almennt bregst taugakerfið hratt við skjótum breytingum í ytra umhverfi en innkirtlakerfið verkar yfirleitt hægar, viðheldur innra umhverfi líkamans og samvægi og stjórnar æxlun (Tafla 17.1). Hvernig geta þá berjast-eða-flýja-viðbrögðin sem áður voru nefnd orðið svo hratt ef hormón verka yfirleitt hægar? Ástæðan er sú að kerfin tvö tengjast. Hröð svörun taugakerfisins við hættu í umhverfinu örvar nýrnahetturnar til að seyta hormónum sínum. Taugakerfið getur því kallað fram hröð innkirtlaviðbrögð þegar þess er þörf svo bregðast megi við snöggum breytingum bæði í ytra og innra umhverfi.
| Innkirtlakerfi | Taugakerfi | |
|---|---|---|
| Boðleiðir | Efnaboð | Efnaboð/rafboð |
| Helsta efnaboð | Hormón | Taugaboðefni |
| Vegalengd boðs | Löng eða stutt | Stutt yfir taugamót |
| Svartími | Hraður eða hægur | Yfirleitt hraður |
| Umhverfi sem boðin beinast að | Innra | Innra og ytra |
Byggingar innkirtlakerfisins
Innkirtlakerfið samanstendur af frumum, vefjum og líffærum þar sem seyting hormóna er aðal- eða aukahlutverk. Innkirtlar eru meginlíffæri kerfisins. Meginhlutverk þessara gangalausu kirtla er að seyta hormónum sínum beint út í vökvann umhverfis þá. Millifrumuvökvi og æðar flytja hormónin síðan um líkamann. Til innkirtlakerfisins teljast heiladingull, skjaldkirtill, kalkkirtlar, nýrnahettur og heilaköngull (mynd 17.2). Sumir þessara kirtla gegna bæði innkirtlastarfsemi og annarri starfsemi. Í brisinu eru til dæmis bæði frumur sem taka þátt í meltingu og frumur sem seyta hormónunum insúlíni og glúkagoni, en þau stjórna blóðsykri. Undirstúka, hóstarkirtill, hjarta, nýru, magi, smágirni, lifur, húð, eggjastokkar og eistu eru önnur líffæri sem innihalda frumur með innkirtlastarfsemi. Lengi hefur einnig verið vitað að fituvefur framleiðir hormón og nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós að jafnvel beinvefur gegnir innkirtlahlutverkum.
Ekki má rugla gangalausum innkirtlum saman við útkirtlakerfi líkamans, en kirtlar þess losa seyti sitt um ganga. Fitukirtlar og svitakirtlar húðarinnar eru dæmi um útkirtla. Eins og áður kom fram gegnir brisið einnig útkirtlahlutverki: flestar frumur þess seyta brissafa um brisgang og aukabrisgang inn í hol smágirnis.
Aðrar gerðir efnaboðskipta
Í innkirtlaboðskiptum flæða hormón sem seytt er í utanfrumuvökva þaðan út í blóð eða sogæðavökva og geta síðan borist langar leiðir um líkamann. Sjálfsboðskipti eiga aftur á móti stað þegar boðefni verkar á frumuna sem seytti því. Sjálfsboðefni (auto- = „sjálf-“) er efni sem kallar fram svar í sömu frumu og seytti því. Interleukin-1 (IL-1) er boðsameind sem gegnir mikilvægu hlutverki í bólgusvari. Frumur sem seyta IL-1 bera viðtaka á frumuyfirborði sínu sem binda sameindirnar og mynda þannig sjálfsboðskipti.
Staðbundin boðskipti milli frumna fara fram með nærboðum. Nærboð, einnig nefnt nærboðaþáttur, er efni sem kallar fram svar í nálægum frumum. Þótt nærboð geti borist út í blóðrásina er styrkur þeirra þar yfirleitt of lágur til að kalla fram svar í fjarlægum vefjum. Fólk með astma kannast gjarnan við histamín, en þetta nærboð losnar frá ónæmisfrumum í berkjutrénu. Histamín veldur samdrætti í sléttum vöðvafrumum berkjanna og þrengir þannig öndunarvegina. Taugaboðefni eru annað dæmi, en þau verka aðeins staðbundið í taugamótaglufunni.