CHƯƠNG 6 SINH LÝ CÁC TUYẾN NỘI TIẾT MH10-06 Giới thiệu: Nội dung chương 6 giới thiệu chức năng của các tuyến nội tiết và sự điều tiết hoạt động của các tuyến nội tiết. Mục tiêu: -Kiến thức: Hiểu rõ về chức năng của các tuyến nội tiết và sự điều tiết hoạt động của các tuyến nội tiết. -Kỹ năng: Ứng dụng chức năng của các tuyến nội tiết và sự điều tiết hoạt động của các tuyến nội tiết vào chăn nuôi gia súc. -Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tự tin, có trách nhiệm với công việc, có khả năng tự học.
Đại cương về các tuyến nội tiết Tuyến nội tiết là tuyến đổ vào máu một chất hóa học gọi là nội tiết tố, chất này được máu đưa đến các mô, cơ quan và có tác dụng lên các mô, các cơ đó. Tuyến không có ống tiết (ống dẫn), các tế bào tuyến đổ nội tiết tố trực tiếp vào máu, với lý do đó, nên tuyến có khá nhiều mạch máu. Vì các tuyến hormone cũng thải hormone vào máu nên cũng là tuyến nội tiết, gọi chung toàn thể là hệ nội tiết. Các hormone động vật thường được gọi là chất truyền tin hóa học.
Chúng được tiết vào dịch cơ thể (thường là vào máu) bởi các tế bào chuyên biệt gọi là các tế bào nội tiết hoặc bởi các tế bào thần kinh được chuyên hóa gọi là tế bào thần kinh tiết (neurosecretory cell). Các tế bào thần kinh tiết là những tế bào thần kinh nhận các tín hiệu từ những tế bào thần kinh khác và đáp ứng bằng cách phóng thích hormone vào dịch cơ thể hoặc vào một cơ quan dự trữ để sau này các hormone được phóng thích. Mặc dù một hormone có thể đi đến tất cả các phần của cơ thể nhưng chỉ một số loại tế bào nhất định gọi là các tế bào đích (target cell) mới có thể đáp ứng. Vì vậy, mỗi hormone di chuyển trong dòng máu chỉ tạo ra một đáp ứng chuyên biệt từ các tế bào đích, trong khi các loại tế bào khác không đáp ứng.
Ngay cả một sự thay đổi rất ít trong nồng độ của hormone cũng có một tác động quan trọng đối với cơ thể. Cơ chế tác dụng của hormone - Điều hoà trao đổi chất 91 - Ảnh hưởng điều hoà đến hoạt động cơ năng của một số cơ quan bộ phận hoặc giữa tuyến nọ với tuyến kia. - Ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng phát dục của mô bào - Ảnh hưởng đến hoạt động sinh dục của cơ thể - Ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của cơ thể Có 3 cơ chế tác động là: hormone- màng, hormone- gen và hormone- enzyme. - Hormone – Màng Tác dụng trước tiên của hormone lên màng tế bào là thông qua cơ chế làm biến đổi tính thấm thấu của màng và xúc tác cho sự vận chuyển tích cực những chất qua màng.
Song cơ chế tác động hormone màng thông qua AMP vòng được nghiên cứu nhiều hơn cả là tác dụng của hệ thống hormone – adenylatecyclase – AMP vòng lên trao đổi chất. -Tác dụng của hormone đến trao đổi đường. Hàm lượng đường glucose trong máu tăng là do ăn nhiều đường, nhưng cơ chế nội sinh quan trọng là sự phân giải glycogen dự trữ có ở gan thành glucose đưa vào máu. Đầu tiên hormone (adrenaline, glucagone) được coi là chất thông tin thứ nhất (the fist messager) hoạt hoá men adenylatecyclase trên màng tế bào.
Adenylatecyclase hoạt hoá khuếch đại thông tin vào bào tương và chuyên ATP thành AMP vòng. AMP vòng được coi là chất thông tin thứ hai (the second messager ) tác động trực tiếp lên trao đổi đường băng cách nó hoạt hoá enzyme kinase. Enzyme này chuyển men phosphorylase B (dạng không hoạt động) thành phosphorylase A (dạng hoạt động). Phosphorylase A đến lượt minh xúc tác phân giải glycogen thành G-1-P.
Từ đó dưới tác dụng của enzyme G-6-phosphatase, G-6-P được chuyển thành glucose. - Tác dụng của hormone lên trao đổi mỡ Một số hormone như lipocaine, thyroxine liều cao có tác dụng tiêu mỡ. Cơ chế tiêu mỡ được biết là thông qua AMP vòng. Ta biết rằng lipid muốn phân giải thành glyxerol và axít béo phải có sự xúc tác của enzyme triglyxerol – lipase.
Enzyme này được hoạt hoá bởi AMP vòng. Trong một số trường hợp, cũng cần dùng đến những chất đối kháng, làm giảm lượng AMP vòng, thí dụ ở một vài chứng choáng (sốc), làm tiêu nhanh lipid có thể gây nên ức chế hô hấp mô bào. Lúc này cho thở bằng oxygene nguyên chất chưa đủ mà phải tìm cách giảm lượng AMP vòng trong cơ thể bằng cách tiêm chất đối kháng với nó như axit nicotenic, prostaglandin. 92 Hormone - gen Cơ chế điều hoà di truyền của hormone sinh tổng hợp protein qua con đường hormone - gen.
Có thể trình bày tóm tắt như sau: Để tiến hành sinh tổng hợp protein, trước tiên xoắn kép DNA phải tách đôi mới có được gen mã hoá tổng hợp ARN thông tin. Trên xoắn kép DNA có những gen cấu trúc SG1, SG2, SG3… Mỗi gen cấu trúc giữ một mật mã riêng. Gen cấu trúc chỉ hoạt động khi gen vận hành O mở. Gen vận hành cũng đươc gọi là gen khởi động, gen này chịu sự chi phối của gen điều khiển RG.
Nó điều khiển bằng cách sản sinh chất ức chế R (gọi là chất điều hành). Chất này có hai đầu R vô hoạt và đầu kia là R’ hoạt động. Mới đây ngưòi ta con tìm ra giữa gen khởi động O và gen điều khiển RG còn có vùng khởi động P (promtor) để cho ARNpolymerase nhận biết trong quá trình phiên mã. Hormone giúp tạo ra AMP vòng có vai trò trong việc mở hoặc khoá gen bằng cách bám vào đầu R’ (mở gen) hoặc đầu R (khoá gen) của chất điều hành để cho phép hay không, quá trình sinh tổng hợp protein thực hiện.
Khi hormone bám vào R’ (hoạt động) thì chất điều hành này không ức chế được gen O (mở gen) ARN polymerase từ vùng khởi động P có thể qua O mà vào các gen cấu trúc SG, có như vậy xoắn kép DNA mới tách đôi được và truyền mật mã cho sự tổng hợp ARN thông tin nhằm chuyển mật mã đến riboxom để tiến hành sinh tổng hợp protein. Khi hormone bám vào đầu R (vô hoạt) nghĩa là đầu R’ của chất điều hành vẫn hoạt động thì nó ức chế gen O (khoá gen). Quá trình sinh tổng hợp protein không xẩy ra được. Hormone - enzyme Trong nhiều trường hợp hormone tác dụng như một co-enzyme hoặc tăng cường hoặc kim hãm hoạt tính của một enzyme nào đó trong phản ứng sinh hoá diễn ra trong cơ thể.
Sinh lý các tuyến nội tiết chính 3. Tuyến yên (Pituitary gland) và vùng dưới đồi (hypothalamus) Tuyến yên là một tuyến tương đối nhỏ, nặng khoảng 0,5 g ở người. Chúng gắn vào vùng dưới đồi (hypothalamus) ở đáy não bằng một cuống. Tuyến nầy có hai phần chính: thùy trước và thùy sau.
Ngoài ra còn có một thùy trung gian. Thùy sau tiết ra hai hormone: vasopressin và oxytocin 93 Hình 6. Oxytocin và vasopressin Thùy trước tiết ra ít nhất bảy hormone: Tất cả các hormone của tuyến yên đều là các peptid. Hormone của tuyến yên có thể được chia thành hai nhóm chính, tùy thuộc vào tuyến hoặc mô mà chúng tác động.
Nhóm thứ nhất bao gồm các hormone ACTH, TSH, FSH, LH, tất cả đều là sản phẩm của thùy trước. Các hormone nầy tác động lên các tuyến nội tiết khác như tuyến giáp, tuyến thượng thận và tuyến sinh dục để điều phối chức năng của những tuyến nầy. Nhóm thứ hai bao gồm GH, MSH, prolactin, oxytoxin và vasopressin tác động trực tiếp trên các mô đích không phải là mô nội tiết. Những chức năng chính của các hormone tuyến yên và các mô, cơ quan đích của chúng Thùy sau của tuyến yên xuất phát từ một phần của não phôi, duy trì mối liên hệ chặc chẽ và chịu sự kiểm soát của vùng dưới đồi, một phần của não có rất nhiều tế bào thần kinh tiết.
Một chức năng của vùng dưới đồi là sản xuất ra các tiền chất (precursors) của oxytocin và vasopressin, những chất nầy sau đó được hoạt hóa trong thùy sau tuyến yên. Vùng dưới đồi cũng sản xuất ra nhiều chuỗi polypeptide ngắn gọi là các yếu tố kích thích tuyến yên (hypophysiotropic factor). Các yếu tố nầy là những hormone kích thích hoặc ức chế sự phóng thích các hormone của thùy trước tuyến yên. Chúng bao gồm TRH (TSH releasing hormone), GnRH (gonadotropin releasing hormone), CRH (corticotropic releasing hormone), Somatostatin và PIF (prolactin release inhibiting factor).
Ngoài việc chịu ảnh hưởng của vùng dưới đồi, sự phóng thích hormone của thùy trước tuyến yên để kích thích một tuyến nội tiết khác (chẳng hạn như tuyến giáp) còn bị ức chế bởi sự tiết của tuyến đích khi chúng đạt đến một nồng độ nhất định trong dòng máu. Tóm tắt một số liên hệ giữa vùng dưới đồi và tuyến yên 3. Tuyến giáp (Thyroid gland) Tuyến nầy tiết ra hormone thyroxine, dẫn xuất có chứa iod của một loại axit amin là tyrosine. Công thức cấu tạo của Thyroxine (T4) Thyroxine có ảnh hưởng nhiều mặt đến sự biến dưỡng ở động vật trưởng thành và cũng ảnh hưởng đến sự phát triển ở giai đoạn phôi và giai đoạn còn non.
Sự cắt bỏ tuyến giáp (thyroidectomy) hoặc thiểu năng tuyến giáp (sự thiếu một lượng thích hợp của hormone) sẽ làm giảm tốc độ biến dưỡng cơ bản của cơ thể trong khi làm tăng nồng độ của Na+ và nước trong dịch ngoại bào cũng như nồng độ cholesterol trong máu. 96 Hoạt động tiết của tuyến giáp thay đổi tùy theo mùa trong năm, tùy khẩu phần dinh dưỡng và giai đoạn sinh sản của động vật. Người và các động vật hữu nhũ sản xuất nhiều thyroxine vào các tháng lạnh trong năm. Ngược lại, sự căng thẳng do xúc động, hoặc các trường hợp chấn thương, xuất huyết và tiếp xúc với các chất độc sẽ làm giảm sự tiết thyroxine.
Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh được TSH kiểm soát hoạt động của tuyến giáp. Sau khi cắt bỏ tuyến yên, thyroxine chỉ còn lại trong máu dưới dạng vết, và tuyến giáp có những biểu hiện suy giảm hoạt động rất rõ. Tình trạng nầy có thể được làm dịu đi bằng cách tiêm các chất trích từ tuyến yên hoặc tiêm TSH tinh khiết. Chức năng của tuyến giáp bình thường phụ thuộc vào sự tiết TSH của tuyến yên.
Các tế bào thể dịch thần kinh của vùng dưới đồi tiết ra hormone TRH, hormone nầy kích động sự tổng hợp và phóng thích TSH của thùy trước tuyến yên. Việc kiểm soát sự tiết thyroxine được hoàn tất nhờ vòng liên hệ ngược âm tính (negative feedback loop). Khi mức thyroxine trong máu đạt đến mức cực thuận, các tế bào sản xuất TSH của tuyến yên và các tế bào thể dịch thần kinh sản xuất TRH của vùng dưới đồi sẽ bị ức chế, sự phóng thích TSH bị giảm xuống.