ระบบต่อมไร้ท่อ (Endocrine System)

1. ระบบต่อมไร้ท่อ(Endocrine System) อ. วัชรวิทย์ มีหนองใหญ่

2. วัตถุประสงค์ • เพื่อให้นิสิตสามารถทราบเกี่ยวกับอวัยวะต่างๆที่ทำหน้าที่สร้างฮอร์โมน • เพื่อให้นิสิตสามารถจำแนกประเภทของฮอร์โมนได้ • เพื่อให้นิสิตสามารถอธิบายกลไกการทำงานของฮอร์โมนได้ • เพื่อให้นิสิตสามารถอธิบายหน้าที่ของฮอร์โมนสัตว์ได้

3. ต่อมไร้ท่อ (endocrine gland) • หมายถึง ต่อมที่ทำหน้าที่สร้างสารเคมีที่เรียกว่าฮอร์โมนแล้วถูกลำเลียงไปออกฤทธิ์อย่างจำเพาะที่อวัยวะเป้าหมาย (target organ) โดยอาศัยระบบหมุนเวียนโลหิต • อวัยวะในร่างกายที่มีหน้าที่สร้างฮอร์โมน เช่น ต่อม thyroid, parathyroid, adrenal,pituitary เป็นต้น

4. hormone

5. ชนิดของต่อมไร้ท่อ • ต่อมไร้ท่อชนิดที่แยกอยู่เดี่ยวผลิตฮอร์โมนเป็นหน้าที่หลัก ได้แก่ • ต่อมใต้สมอง (Hypophysis, Pituitary gland), • ต่อมไธรอยด์ (Thyroid gland), • ต่อมพาราไธรอยด์ (Parathyroid gland), • ต่อมหมวกไต (Adrenal gland), • ต่อมไพเนียล (Pineal gland, Epiphysis) • ต่อมไร้ท่อชนิดที่อยู่ร่วมกับต่อมมีท่อ • ตับอ่อนส่วน Islets of Langerhans, • รังไข่ (Ovary) และอัณฑะ (Testes), • กลุ่มเซลล์ในรก (Placenta), • กลุ่มเซลล์ในไต (Kidney)

6. โมเลกุลสัญญาณ • Hormonesเป็นสารเคมีที่หลั่งจากต่อมไร้ท่อ เมื่อหลั่งออกมาแล้วถูกนำไปยังเป้าหมายที่ห่างไกล โดยไหลไปตามกระแสไหลเวียนเลือด • Neurotransmittersเป็นสารสื่อประสาทที่หลั่งจากปลายของเซลล์ประสาท • Local signalling molecules เป็นสารที่หลั่งจากเซลล์ของเนื้อเยื่อชนิดต่างๆทำให้สภาพทางเคมีของบริเวณใกล้เคียงเปลี่ยนไป • Pheromonesหลั่งจากต่อมมีท่อ (exocrine glands) บางชนิด และมีเป้าหมายอยู่นอกร่างกาย และสารนี้มีผลทางด้านพฤติกรรมสังคมระหว่างสัตว์ชนิดเดียวกัน

7. ฮอร์โมน (hormone) • หมายถึง สารเคมีที่สร้างจากเซลล์จำเพาะของต่อมไร้ท่อ อาจมีคุณสมบัติเป็นกรดอะมิโน เพปไทด์ ไกลโคโปรตีน หรือ สเตียรอยด์ • เมื่อสร้างขึ้นแล้วจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดแล้วกระจายไปทั่วร่างกายโดยจะมีผลต่ออวัยวะเป้าหมายอย่างจำเพาะเจาะจง

8. บทบาทหน้าที่ของฮอร์โมนบทบาทหน้าที่ของฮอร์โมน • ควบคุมขบวนการเมตาบอลิซึมต่างๆภายในร่างกาย เช่น ไธรอกซิน • ควบคุมภาวะสมดุลต่างๆในร่างกาย เช่น ความดันโลหิต, ปริมาณน้ำ ได้แก่ ฮอร์โมน ADH • ควบคุมการเจริญเติบโต เช่น การทำงานของ growth hormone • ควบคุมเกี่ยวกับระบบสืบพันธุ์ การคลอดบุตร และการหลั่งน้ำนม เช่น Estrogen, Oxytocin • ควบคุมเกี่ยวกับการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสภาพแวดล้อม เช่น Melatonin

9. ลักษณะทั่วไปของฮอร์โมนลักษณะทั่วไปของฮอร์โมน • สร้างหรือสังเคราะห์จากกลุ่มเซลล์พิเศษที่ไม่มีท่อ • สารนี้อาจถูกหลั่งออกสู่กระแสเลือดทันที หรือถูกเก็บไว้ถึงระดับหนึ่ง รอการกระตุ้น • มีคุณสมบัติทางเคมีเป็น สเตียรอยด์ โปรตีน ไกลโคโปรตีน อนุพันธ์ของกรดอะมิโน หรือ อนุพันธ์ของกรดไขมัน • ใช้ปริมาณเล็กน้อยในการออกฤทธิ์ทำงานตามที่ร่างกายต้องการ

10. ลักษณะทั่วไปของฮอร์โมน (ต่อ) • เซลล์หรืออวัยวะเป้าหมายอยู่ห่างไกลจากแหล่งสร้าง • การออกฤทธิ์มีความจำเพาะกับเซลล์เป้าหมาย • โปรตีนฮอร์โมนไม่กระตุ้นให้เกิดกระบวนการใหม่แต่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกระบวนการเดิมที่มีอยู่แล้ว • การทำงานของฮอร์โมนหลายชนิดอาจให้ผลเสริมฤทธิ์กัน (synergistic effect) หรือยับยั้งกัน (antagonism effect)

11. ประเภทของฮอรโมน • ฮอรโมนสามารถแบงออกเป็น 2 ชนิดใหญ่ๆคือ • ฮอร์โมนกลุ่มสเตียรอยด์ (Steroid hormone) • ฮอร์โมนกลุ่มที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (Non-Steroid hormone)

12. ฮอร์โมนกลุ่มสเตียรอยด์ (Steroid hormone) • สร้างจากต่อมไร้ท่อที่มีต้นกำเนิดมาจากเนื้อเยื่อชั้น mesoderm • มีโครงสร้างของ Cyclopentanohydrophenantrene ring เป็นองค์ประกอบหลัก • มีคลอเลสเตอรอลเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ • ได้แก่ estrogen, progesterone, testosterone, aldosterone, cortisol

13. ฮอร์โมนกลุ่มที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (Non-Steroid hormone) เป็นฮอร์โมนที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน สามารถละลายน้ำได้ แบ่งได้อีก 4 กลุ่มคือ • โปรตีนฮอรโมน หรือ เพปไทด์ฮอรโมน (protein hormone หรือ peptides hormone) • มีคุณสมบัติละลายน้ำไดดีและมีขนาดโมเลกุลใหญ่ • ไม่สามารถผ่านเข้าเซลล์ได้ แต่ออกฤทธิ์โดยจับกับตัวรับ (receptor) ที่เยื่อหุ้มเซลล์ และส่งสัญญาณผ่านผู้สื่อข่าวที่ 2 (cAMP) • และมีผลต่อกระบวนการ phospholylation ที่เซลล์เป้าหมาย (target cell) เชน ฮอรโมนที่ผลิตจากตอมใตสมอง (pituitary gland) และสมองสวนไฮโปธาลามัส (hypothalamus)

14. ไกลโคโปรตีนฮอรโมน (glycoprotein hormone) • เป็นฮอร์โมนที่มีทั้งโปรตีนและคาร์โบไฮเดรทเป็นส่วนประกอบภายในโมเลกุล เช่น FSH, LH, TSH • อนุพันธของกรดอะมิโน (amino acid derivative) • ฮอร์โมนกลุ่มนี้มีคุณสมบัติทั้งของสเตียรอยด์และเพปไทด์ เชน อิพิเนฟริน (epinephrine), นอร์อิพิเนฟริน (norepinephrine) • อนุพันธ์ของกรดไขมัน (fatty acid derivative) ได้แก่ prostaglandin

15. การสังเคราะห์สเตียรอยด์ฮอร์โมนการสังเคราะห์สเตียรอยด์ฮอร์โมน • การสังเคราะห์สเตียรอยด์ฮอร์โมนเกิดขึ้นภายในเซลล์ที่บริเวณของ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมชนิดเรียบ (smooth endoplasmic reticulum) • โดยที่คลอเลสเตอรอลจะถูกเปลี่ยนให้เป็นโปรเจสเตอโรนก่อนที่จะถูกเปลี่ยนเป็นสเตียรอยด์ฮอร์โมนชนิดอื่นๆต่อไป • สเตียรอยด์ฮอร์โมนเมื่อสร้างแล้วจะถูกคัดหลั่งออกจากเซลล์ทันที โดยไม่มีการเก็บสะสมไว้ภายในเซลล์

16. การสังเคราะห์สเตียรอยด์ฮอร์โมนการสังเคราะห์สเตียรอยด์ฮอร์โมน

17. การสังเคราะห์โปรตีนฮอร์โมนการสังเคราะห์โปรตีนฮอร์โมน • โปรตีนฮอร์โมนและไกลโคโปรตีนฮอร์โมนมีการสังเคราะห์ที่บริเวณของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมชนิดหยาบ (RER) • ไกลโคโปรตีนฮอร์โมนจะมีการเติมส่วนของคาร์โบไฮเดรทภายหลังจากการสังเคราะห์ส่วนของโปรตีนเสร็จแล้ว • ฮอร์โมนที่สร้างจะถูกส่งไปเก็บสะสมในรูปของถุงซึ่งหลุดจากส่วนปลายของกอลไจแอปพาราตัส (golgi apparatus) เรียกว่า secretory granules • ฮอร์โมนเมื่อแรกสร้างจะอยู่ในรูป prohormone หรือ prehormone ซึ่งยังไม่สามารถออกฤทธิ์ทำงานได้

18. การคัดหลั่งและการขนส่งฮอร์โมนการคัดหลั่งและการขนส่งฮอร์โมน • การหลั่งฮอร์โมนโดยเฉพาะโปรตีนฮอร์โมนและ catecholamine ออกจากเซลล์อาศัยกระบวนการที่เรียกว่า exocytosis ในรูป secretory granules • สเตียรอยด์ฮอร์โมน มีขนาดโมเลกุลเล็กและละลายได้ในไขมัน จึงผ่านออกจากเยื่อเซลล์ได้โดยตรง ไม่ต้องเก็บไว้ในรูป secretory granules • สเตียรอยด์ฮอร์โมนเมื่อหลั่งออกมาจากเซลล์ที่สร้างและเข้าสู่กระแสเลือดจะจับกับโปรตีนในเลือด สำหรับโปรตีนฮอร์โมนและ catecholamine หลั่งเข้าสู่กระแสเลือดในรูปอิสระ

19. การควบคุมการทํางานของฮอรโมนการควบคุมการทํางานของฮอรโมน • ควบคุมโดยระบบประสาท (Neural) • ไดแก ตอมใตสมองสวนหลัง และอะดรีนัลเมดัลลา • การควบคุมโดยฮอรโมน (Hormonal) • เชน ต่อมใตสมองสวนหนาสรางฮอรโมนมาควบคุมตอมไทรอยดสรางฮอรโมนเพิ่มขึ้น • การควบคุมโดยผลของฮอรโมน (Humoral) • เช่น ระดับแคลเซียมในพลาสมาต่ำ จะมีผลกระตุนใหตอม พาราไทรอยดหลั่งฮอรโมนออกมามาก

20. การควบคุมการทํางานของฮอรโมนการควบคุมการทํางานของฮอรโมน

21. การควบคุมแบบย้อนกลับ (feedback control) • เป็นปรากฏการณ์ที่ฮอร์โมนหรือสารที่หลั่งออกมาเพื่อตอบสนองต่อฮอร์โมนที่มากระตุ้น • มีผลย้อนกลับไปควบคุมการหลั่งของฮอร์โมนนั้นๆ • การควบคุมย้อนกลับมี 2 แบบคือ • 1. การควบคุมแบบย้อนกลับเชิงบวก (Positive feedback control) • 2. การควบคุมแบบย้อนกลับเชิงลบ (Negative feedback control)

22. Feedback Control

23. กลไกการออกฤทธิ์ของฮอรโมนกลไกการออกฤทธิ์ของฮอรโมน • ในการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนมีวิธีการที่แตกต่างกันไปเป็น 2 แบบใหญ่ๆ ตามชนิดของฮอร์โมนคือ • พวกสเตียรอยด์ • พวกไม่ใช่สเตียรอยด์

24. กลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนกลุ่มสเตียรอยด์กลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนกลุ่มสเตียรอยด์ • สเตียรอยด์ฮอร์โมนสามารถแพร่ผ่านเยื่อเซลล์ของเซลล์เป้าหมายแล้วเข้าจับกับตัวรับที่มีความจำเพาะภายในนิวเคลียสและไปมีผลต่อขบวนการ transcription • ซึ่งเมื่อผ่านขบวนการ translation แล้วก็จะได้โปรตีนตามต้องการ โดยโปรตีนนี้อาจเป็นเอนไซม์หรือฮอร์โมนที่เซลล์เป้าหมายหลั่งออกมาเพื่อทำหน้าที่ต่อไป • สรุป คือ สเตียรอยด์ฮอร์โมนกระตุ้นหรือยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนโดยการทำงานในระดับของยีน

26. กลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนกลุ่มไม่ใช่สเตียรอยด์กลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนกลุ่มไม่ใช่สเตียรอยด์ • ฮอร์โมนกลุ่มนี้มีขนาดโมเลกุลใหญ่และสามารถละลายน้ำได้ จึงไม่สามารถผ่านชั้นของเยื่อเซลล์ของเซลล์เป้าหมายได้ • ทำงานโดยจับกับตัวรับที่บริเวณเยื่อเซลล์ของเซลล์เป้าหมายอย่างจำเพาะ และออกฤทธิ์โดยผ่านกลไกของผู้สื่อข่าวที่สอง (c-AMP)

27. Active proteinkinase A Inactive proteinkinase A Phospholylation of cell

28. การทำลายฤทธิ์และการกำจัดฮอร์โมนการทำลายฤทธิ์และการกำจัดฮอร์โมน • เกิดขึ้นที่เซลล์เป้าหมายทันทีหรืออาจถูกส่งไปทำลายที่ตับหรือไต • เช่น สเตียรอยด์ฮอร์โมนหลังจากหมดหน้าที่แล้วจะจับกับพวก กลูโคโรไนด์ (glucoronide) หรือ ซัลเฟต (sulphate) แล้วกำจัดออกมากับปัสสาวะ • สำหรับเมทาบอไลท์ของฮอร์โมนที่ไม่สามารถละลายน้ำได้จะถูกกำจัดออกทางน้ำดีและอุจจาระ • อาจพบฮอร์โมนที่ยังไม่ถูกทำลายฤทธิ์ถูกกำจัดออกทางปัสสาวะ

29. ความสัมพันธ์ระหว่างไฮโปธาลามัสกับต่อมใต้สมองความสัมพันธ์ระหว่างไฮโปธาลามัสกับต่อมใต้สมอง • ฐานของไฮโปธาลามัสมีก้านยื่น (stalk) โดยที่ปลายของก้านยื่นคือต่อมใต้สมอง • ไฮโปธาลามัสหลั่ง releasing hormone เข้าสู่ต่อมใต้สมองส่วนหน้าทางเส้นเลือดดำ hypothalamo-pituitary portal system ที่อยู่ใน pituitary stalk • ไฮโปธาลามัสและต่อมใต้สมองส่วนหลัง มีการเชื่อมต่อกันโดยระบบประสาท

30. สรุปความสัมพันธ์ระหว่างไฮโปธาลามัสกับต่อมใต้สมองสรุปความสัมพันธ์ระหว่างไฮโปธาลามัสกับต่อมใต้สมอง • ความสัมพันธ์ระหว่างไฮโปธาลามัสและต่อมใต้สมองส่วนหน้า - ไฮโปธาลามัสหลั่ง releasing hormone มาควบคุมการทำงานของต่อมใต้สมองส่วนหน้า • ความสัมพันธ์ระหว่างไฮโปธาลามัสและต่อมใต้สมองส่วนหลัง - ต่อมใต้สมองส่วนหลังทำหน้าที่เก็บฮอร์โมน 2 ชนิดที่ถูกสร้างจากไฮโปธาลามัสคือ ADH และ oxytocin

32. ฮอร์โมนที่สังเคราะหและหลั่งจากต่อมใต้สมองส่วนหน้า (anterior pituitary) • มี 6 ชนิดได้แก่ • Follicle stimulating hormone (FSH) • Lutenizing hormone (LH) • Thyroid stimulating hormone (TSH) • Adrenocorticotropic hormone (ACTH) • Growth hormone (GH) หรือ Somatotrophin (STH) • Prolactin

33. เซลล์เป้าหมายของฮอร์โมนที่หลั่งจากตอมใตสมองเซลล์เป้าหมายของฮอร์โมนที่หลั่งจากตอมใตสมอง

34. Follicle stimulating hormone (FSH) • เปนฮอร์โมนประเภทไกลโคโปรตีน • ออกฤทธิ์ที่รังไข่ (ovaries) ของเพศเมีย หรือ อัณฑะ (testes) ของเพศผู้ • ในเพศเมีย FSH จะทําหน้าที่กระตุ้นการเจริญเติบโตของถุงไข่ (ovarian follicle) • ในสัตวเพศผู FSH จะมีผลกระตุ้นให้ seminiferous tubule สรางเซลลอสุจิ

36. Lutenizing hormone (LH) • เป็นฮอร์โมนประเภทไกลโคโปรตีน • LH จะมีผลทำให graafian follicles เกิดการตกไข • LH มีผลต่อการพัฒนาของ คอรปสลูเทียม (corpus luteum) • สำหรับสัตว์เพศผู LH จะทำหน้าที่ในการกระตุน leydig cell ในการสังเคราะหฮอร์โมน testosterone

37. Thyroid stimulating hormone (TSH) • เป็นฮอร์โมนประเภทไกลโคโปรตีน • กระตุ้นการหลั่งฮอร์โมนจากต่อมไทรอยด และกระตุ้นการเจริญเติบโตของต่อมไทรอยด์

38. Adrenocorticotropic hormone (ACTH) • เปนโปรตีนฮอรโมน • กระตุนตอมหมวกไตชั้นนอก (adrenal cortex) ให้ผลิตและหลั่งฮอร์โมน aldosterone และ cortisol

39. Growth hormone (GH) หรือSomatotrophin (STH) • เป็นโปรตีนฮอร์โมน • เกี่ยวกับการสร้างความเจริญเติบโตของร่างกาย โดยเฉพาะการเจริญเติบโตของกระดูกหรือกล้ามเนื้อ • GH จะถูกควบคุมโดยฮอรโมนที่สรางจากสมองสวนไฮโพทาลามัส คือ Growth hormone inhibiting hormone (GHIH) และ Somatostatin จาก delta cell ของตับอ่อน

40. Prolactin • เปนโปรตีนฮอรโมน • มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสร้างน้ำนมและการเจริญเติบโตของเซลล์เต้านมโดยทำงานร่วมกับ GH อีกทั้งยังมีผลต่อพฤติกรรมของความเป็นแม่ • มีผลทําใหคอรปสลูเตียมบนรังไขคงสภาพอยูไมฝอตัว • ในสัตวเพศเมียที่ไมตั้งทอง หรือผสมไมติด ไฮโปธาลามัสจะหลั่งโดปามีน (dopamine)มาที่ตอมใตสมองสวนหน้าเพื่อยับยั้งการหลั่งโปรแลคติน

41. ฮอร์โมนที่หลั่งจากตอมใตสมองสวนหลัง(posterior pituitary) • Oxytocin • Antidiuretic hormone (ADH) หรือ vasopressin

42. Oxytocin • เป็นโปรตีนฮอร์โมน • หน้าที่คือ จะมีผลโดยตรงที่กล้ามเนื้อเรียบ - กระตุ้นการหลั่งน้ำนม - กระตุ้นการคลอด

43. Antidiuretic hormone (ADH) หรือ vasopressin • เปนโปรตีนฮอรโมน • หน้าที่คือรักษาระดับน้ำภายในร่างกายเอาไว้ • กระตุ้นการบีบตัวของเส้นเลือดแดงทำให้ความดันโลหิตสูงขึ้น • การควบคุมการหลั่งฮอรโมน ADH จะเกิดขึ้นเมื่อร่างกายเกิดสภาวะขาดน้ำ (dehydration)

44. ฮอร์โมนที่หลั่งจากตอมไธรอยด์ (thyroid gland) • ไธรอกซิน (thyroxin)หรือ tetraiodothyronine (T4 )และ triiodothyronine (T3) • Calcitonin (thyrocalcitonin)

45. ไธรอกซิน (thyroxin) • เป็นฮอร์โมนที่สร้างมาจากกรดอะมิโนไทโรซีนกับไอโอดีน • ควบคุมกระบวนการเมตาบอลิซึมของโภชนะ โดยเร่งปฏิกิริยา oxidation ขั้นต่างๆของ Kreb’s cycle ภายใน mitochondria • ทำงานร่วมกับ GH ในการควบคุมการเจริญเติบโตของร่างกายให้เป็นไปตามปกติ • ควบคุมกระบวนการ metamorphosis ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ • ฮอร์โมนไธรอกซินจะช่วยทำให้รู้สึกกระฉับกระเฉง

46. กระบวนการ metamorphosis ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

47. Calcitonin (thyrocalcitonin) • เป็นโปรตีนฮอร์โมน • สังเคราะห์จากต่อมไธรอยด์ โดยกลุ่มเซลล์ parafollicular cell (C-cell) • มีหน้าที่ลดระดับแคลเซียมในกระแสเลือด (รวมทั้งฟอสเฟตด้วย) โดยนำไปเก็บที่กระดูก • การสังเคราะห์ฮอร์โมน calcitonin จะถูกควบคุมโดยระดับของแคลเซียมและฟอสเฟต (PO4-) ในกระแสเลือด และฮอร์โมนจากต่อมพาราไธรอยด์

48. ฮอร์โมนที่หลั่งจากตอมพาราไธรอยด (parathyroid gland) • เปนโปรตีนฮอรโมน มีหนาที่เพิ่มระดับ Ca2+และ ฟอสเฟตในกระแสเลือด • การควบคุมการหลั่งฮอร์โมนเป็นแบบ negative feedback โดยเมื่อระดับ Ca2+ ในเลือดสูงขึ้นจะมีผลทำให้ต่อมพาราไธรอยด์หลั่ง PTH ลดน้อยลง

49. การควบคุมสมดุลของแคลเซียมโดย พาราไธรอยด์ฮอร์โมน

50. ฮอร์โมนที่ผลิตจากตับออน (pancrease) • เปนฮอรโมนประเภทโปรตีนฮอร์โมน ผลิตที่เนื้อเยื่อสวน islets of langerhans ของตับอ่อน - alpha cells ผลิตฮอร์โมนกลูคากอน (glucagon) - beta cells ซึ่งเปนเซลลที่พบมากที่สุดทำหน้าที่ผลิตฮอร์โมนอินซูลิน(Insulin) - delta cells ผลิตฮอร์โมนโซมาโตสแตติน (somatostatin)