Undervisning online

Hormoners struktur og syntese

 

Hormoner kan inddeles i tre klasser efter deres kemiske sammensætning:

  1. Amin-hormoner
  2. Peptid- og proteinhormoner
  3. Steroid hormoner

Amin-hormoner
Amin-hormonerne er alle opbygget ud fra aminosyren tyrosin.
Til denne klasse hører thyroid-hormoner, der produceres i skjoldbruskkirtlen, epinephrin og norepiniphrin der produceres i binyrermarven og dopamin der produceres i hypothalamus).

Thyroid-hormoner
Skjoldbruskkirtlen findes i den nedre del af halsen på forsiden af strubehovedet (figur). Kirtlen er opbygget af mange celleblærer (follikler), der består af et enkelt lag af epithelceller. Folliklerne (figur) omgiver hulrum fyldt med et glycoprotein, der hedder thyroglobulin. Folliklerne udskiller to iod-holdige amin-hormoner - thyroxin (T4) og triiodotyronin (T3) (figur), der under et kaldes for thyroid hormoner (TH). Celler, der er placeret mellem folliklerne, udskiller et tredje hormon - et peptid der hedder calcitonin. Dette hormon er ikke iod-holdigt og medregnes derfor ikke blandt "thyroid-hormonerne".

Iod er et essentielt grundstof, der fungere som en byggesten i T4 og T3. Hovedparten af ioden, der indtages med føden, absorberes i blodet i tyndtarmen. Det sker ved aktiv transport. Under denne transport omdannes iodet tiil en ioniseret form. Fra blodet transporteres det ioniserede iod over i skjoldbruskkirtlens follikler. Vel indenfor omdannes iodet igen til den ikke-ioniserede form. Nu bindes iodet til radikalet på tyrosinmolekylerne, der i forvejen er optaget i folliklerne. Resultatet bliver dannelsen af thyroglobulin, som oplagres inde i folliklernes hulrum, der er fyldt med en halvflydende væske.

Under hormondannelsen transporteress thyroglubulin ind i follikelcellerne ved endocytose. T4 og T3 spaltes fra ved hjælp af et enzym, og de frigjorte hormoner krydser cellemembranen og føres dernæst over i blodet. T4 udskilles i langt større mængde end T3. Men specielt i leveren og nyrerne omdannes hovedparten af T4 til T3 ved at enzymer fjerne et af iod-atomerne, herved dannes hovedparten af kroppens T4 til T3. Det er et ret vigtigt punkt fordi T3 er et langt mere aktivt hormon end T4. Faktisk tyder det på, at T4 kun har meget lille betydning eller måske slet ingen, førend det er omdannet til T3.

Næsten alle væv i kroppen er påvirket af thyroid-hormonerne. De indgår i reguleringen af stofskiftet, kroppens vækst og hjernens udvikling og funktion.

Binyremarvhormoner og dopamin
Der er to binyrer-kirtler der ligger oven på hver nyre delvis begravet i nyrekapslens fedtvæv (figur). De er på størrelse med valnødder og vejer ca. 7g hver. Hver binyre repræsenterer to adskilte endokrine kirtler: en indre i binyremarven (medulla), som udskiller amin-hormoner og en omgivende i binyrebarken (cortex), som udskiller steroid-hormoner.
Binyremarven består i virkeligheden af omdannede ganglier (nerveceller), hvis cellekroppe mangler axoner; istedet udskilles deres hormoner til blodet og således opfylder definitionen på en endokrin kirtel.

Binyremarven udskiller hovedsagelig to amin-hormoner: epinephrin (E) og norepinephrin (NE). Sammen med dopamin udgør de en kemisk familie, der kaldes catecholaminer.
Catecholaminerne kan også fungere som neurotransmittere. Hos mennesket udskiller binyremarven ca. 4 gange mere epinephrin end norepinephrin.

Binyremarven udskiller også små mængder dopamin plus andre stoffer som ikke er catecholaminer, men disse stoffers betydning er ukendt. Et er dog sikker, den dopamin som udskilles oppe i hypothalamus fungerer som et hormon.

Peptidhormoner
Hovedparten af menneskets hormoner er enten peptider eller proteiner. De varierer i størrelse fra små peptider, der kun består af 3 aminosyrer til små proteiner, hvoraf nogle er glycoproteiner. Men per konvention kalder man dem dog alle under et for peptidhormoner.

I mange tilfælde syntetiseres de på ribosomerne i de endokrine kirtelceller som store proteiner, der kaldes præprohormoner, som derefter spaltes til prohormoner af proteolytiske ("proteinopløsende") enzymer i det granulære endoplasmatiske reticulum. Prohormonerne pakkes herefter i vesikler af Golgiapparatet. Under denne proces spaltes prohormonerne og bliver til de aktive hormoner (figur) og andre peptidkæder der findes i prohormonerne. Når cellen stimuleres til at frigøre sit indhold ved eksocytose vil disse peptider blive udskilte sammen med hormonerne. I visse tilfælde kan de ligeledes udøve en hormoneffekt. Det vil med andre ord sige at i stedet for kun et peptidhormon kan cellen udskille mange peptidhormoner, der er forskellige i deres påvirkning af mål-cellen.

Mange peptider fungerer både som neurotransmittere og som hormoner. Et eksempel er, at de fleste hormoner der udskilles af tyndtarmen (f.eks. choleocystokini) også produceres af neuroner i hjernen, hvor de fungerer som neurotransmittere.

Steroidhormoner
Steroiderne er den tredje familie af hormoner. Steroidhormonerne produceres af binyrebarken (cortex) og gonaderne (testiklerne og ovarierne) samt af placenta (moderkagen) under graviditet (
figur).

Cholesterol er udgangspunkt for alle steroidhormoner. De mange biokemiske trin efter cholesterol under dannelsen af steroiderne er karakteriseret ved meget små ændringer i molekylerne og foretages af specifikke enzymer. De steroidhormoner, en bestemt celle producerer, afhængder derfor af de enzymer, der er tilstede figur. Da steroiderne er letopløselige i fedt, kan de meget let diffundere på tværs af cellemembranen ud i væsken udenfor cellen og herfra lige så let gennem kapillærvæggene og over i blodet.

Binyrebarkens hormoner
Dannelsen af steroiderne i binyrebarken kan ses i oversigt på følgende
figur.
De 5 hormoner, der normalt udskille i fysiologisk vigtige mængder af binyrebarken, er aldosteron, cortisol, corticosteron, dihydro-epi-androsteron og androstenedion.

Aldosteron er kendt som et mineralcorticoid fordi det påvirker saltbalancen, især påvirker det nyrernes behandling af natrium, kalium og hydrogenioner.
Cortisol og corticosteron kaldes glycocorticoider fordi de bl.a. har en vigtig virkning på glucose stofskiftet. Cortisol er langt det vigtigste af de 2 glycocorticoider hos mennesket, det er derfor det, der skal huskes af de to. Ud over sin påvirkning af stofskiftet har cortisol mange andre virkninger. Det påvirker f.eks. immunsystemet og letter legemets reaktion på stress.

Dihydroepiandrosteron og androstenedion hører til den klasse af hormoner der kaldes androgener, som omfatter mandens kønshormon testosteron (produceres i testiklerne). Alle androgener har påvirkninger der minder om testosterons. Da binyrernes androgener er langt mindre virkningsfulde end testosteron, har de kun en mindre betydning hos manden. De spiller derimod en vigtigere rolle hos kvinden, hvor de stimulerer væksten af kønsbehåringen, skeletmusklerne og stimulerer kønsdriften. Det kan virke overraskende, at kvinders sexlyst er mere afhængig af androgener der produceres i binyrerne og i ovarierne end af østrogen. Det er en forklaring på, at kvinders sexlyst fortsætter efter menopausen.

Binyrebarken er ikke en homogen kirtel. Den kan inddeles i tre tydelige lag (figur). Det ydre lag Zona glomerulosa består af celler, der indeholder høje koncentrationer af de enzymer som omdanner cholesterol til aldosteron, men mangler de enzymer, der danner cortisol og androgener. Derfor producerer dette lag aldosteron, men ikke de andre vigtige binyrebarkhormoner. I modsætning hertil har zona fasciculata og zona reticularis præcis det modsatte profil. De udskiller derfor ikke aldosteron, men meget cortisol og androgener.

Under visse sygdomme kan binyrebarkens hormonproduktion stige eller falde. F.eks. fører manglen på enzymet, der danner cortisol til en situation hvor der istede produceres androgene hormoner. Hos kvinder fører det til en kraftig maskulinisering.

Gonadernes hormoner
Sammenlignet med binyrebarken har gonaderne meget forskellige koncentrationer af "nøgle" enzymer i syntesen af deres steroider. Endokrine celler i både testiklerne og ovarierne mangler de enzymer, der behøves for at danne aldosteron og cortisol. De har mange af enzymerne, der katalysere dannelsen af androgene molekyler, som fører til dannelsen af androstenedion som i binyrernes cortex. Hertil kommer, at de endokrine celler i testiklerne indeholder en høj koncentration af enzymer, der omdanner androstenedion til testosteron, som derfor bliver det vigtigste androgen, der uskilles af testiklerne.

De endokrine kirtler i ovarierne, der danner det vigtige kvindlige kønshormon østradiol, har en høj koncentration af de enzymer, der kræves for at føre syntese processen et skridt videre, dvs. omdanne androgener til østradiol. I overensstemmelse hermed er det østradiol der udskilles af ovarierne istedet for androgener.
Der udskilles dog små mængder testosteron fra ovariernes endokrine kirtelceller, og der produceres nogle meget små mængder af østradiol fra testosteron. Desuden vil steroidhormonerne, der er udskilt fra gonaderne og binyrerne, undergå nogle omdannelser medens de transporteres rundt i blodbanen eller andre organer. F.eks. omdannes testosteron til østradiol af sine målceller. Vi må altså slå fast, at køshormonerne testosteron og østradiol ikke er unikke for henholdsvis manden og kvinden, selv om koncentrationen selvfølgelig er meget forskellig hos de to køn.
Endelig skal med, at visse celler i ovariernes endokrine celler udskiller et andet vigtigt steroidhormon - progesteron.