The Endocrine System

The Endocrine System

The endocrine system is one of the body’s main systems for communicating, controlling and coordinating the body’s work. It works with the nervous system, reproductive system, kidneys, gut, liver and fat to help maintain and control the following

body energy levels
reproduction
growth and development
internal balance of body systems, called homeostasis
responses to surroundings, stress, and injury

The endocrine system accomplishes these tasks via a network of glands and organs that produce, store, and secrete certain hormones. Hormones are special chemicals that move into body fluid after they are made by one cell or a group of cells. Hormones cause an effect on other cells or tissues of the body

Endocrine glands make hormones that are used inside the body. Other glands make substances like saliva, reach the outside of the body. Endocrine glands and endocrine-related organs are like factories. They produce and store hormones and release them as needed

When the body needs these substances, the bloodstream carries the hormones to specific targets. These targets may be organs, tissues, or cells. To function normally, the body needs glands that work correctly, a blood supply that works well to move hormones through the body to their target points, receptor places on the target cells for the hormones to do their work, and a system for controlling how hormones are produced and used

What could go wrong? Endocrine disorders happen when one or more of the endocrine systems in your body are not working well. Hormones may be released in amounts that are too great or too small for the body to work normally. There may not be enough receptors, or binding sites, for the hormones so that they can direct the work that needs to be done. There could be a problem with the system regulating the hormones in the blood stream, or the body may have difficulty controlling hormone levels because of problems clearing hormones from the blood

For example, a person's liver or kidneys may not be working well and this might keep too high a hormone level in the bloodstream

If you or your primary care physician suspects that you have an endocrine disorder, you may need a specialist called an endocrinologist
An endocrinologist is a specially trained doctor who diagnoses and treats diseases that affect your glands and hormone levels (endocrine system). They know how to treat conditions, which are often complex and involve many systems and structures within your body. Your regular doctor refers you to an endocrinologist when you have a problem with your endocrine system

Endocrine Glands

Glands are small but powerful organs that are located throughout the body. They control very important body functions by releasing hormones

Pituitary Gland

The pituitary gland is sometimes called the "master gland" because of its great influence on the other body organs. Its function is complex and important for overall well-being

The pituitary gland is divided into two parts
front -anterior
back -posterior

The anterior pituitary produces several hormones

Prolactin or PRL - PRL stimulates milk production from a woman's breasts after childbirth and can affect sex hormone levels from the ovaries in women and the testes in men

Growth hormone or GH - GH stimulates growth in childhood and is important for maintaining a healthy body composition. In adults it is also important for maintaining muscle mass and bone mass. It can affect fat distribution in the body

Adrenocorticotropin or ACTH - ACTH stimulates production of cortisol by the adrenal glands. Cortisol, a so-called "stress hormone," is vital to survival. It helps maintain blood pressure and blood glucose levels

Thyroid-stimulating hormone or TSH - TSH stimulates the thyroid gland to make thyroid hormones, which, in turn, control (regulate) the body's metabolism, energy, growth and development, and nervous system activity

Luteinizing hormone or LH - LH regulates testosterone in men and estrogen in women

Follicle-stimulating hormone or FSH - FSH promotes sperm production in men and stimulates the ovaries to release eggs (ovulate) in women. LH and FSH work together to allow normal function of the ovaries or testes

The posterior pituitary produces two hormones


Oxytocin - Oxytocin causes milk letdown in nursing mothers and contractions during childbirth

Antidiuretic hormone or ADH - ADH, also called vasopressin, is stored in the back part of the pituitary gland and regulates water balance. If this hormone is not secreted properly, this can lead to problems of sodium (salt) and water balance, and could also affect the kidneys so that they do not work as well

In response to over- or underproduction of pituitary hormones, the target glands affected by these hormones can produce too many or too few hormones of their own. For example, too much growth hormone can cause gigantism, or excessive growth, while too little GH may cause dwarfism, or very short stature

Hypothalamus

The hypothalamus is part of the brain that lies just above the pituitary gland. It releases hormones that start and stop the release of pituitary hormones. The hypothalamus controls hormone production in the pituitary gland through several "releasing" hormones. Some of these are
growth hormone-releasing hormone - controls GH release
thyrotropin-releasing hormone TRH- controls TSH release
corticoptropin-releasing hormone CRH -controls ACTH release
Gonadotropin-releasing hormone GnRH - tells the pituitary gland to make luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH), which are important for normal puberty

Thymus

The thymus is a gland needed early in life for normal immune function. It is very large just after a child is born and weighs its greatest when a child reaches puberty. Then its tissue is replaced by fat. The thymus gland secretes hormones called humoral factors. These hormones help to develop the lymphoid system, which is a system throughout the body that help it to reach a mature immune response in cells to protect them from invading bodies, like bacteria

Pineal Gland

Scientists are still learning how the pineal gland works. They have found one hormone so far that is produced by this gland: melatonin. Melatonin may stop the action of (inhibit) the hormones that produce gonadotropin, which causes the ovaries and testes to develop and function. It may also help to control sleep patterns

Testes

Males have twin reproductive glands, called testes, that produce the hormone testosterone. Testosterone helps a boy develop and then maintain his sexual traits. During puberty, testosterone helps to bring about the physical changes that turn a boy into an adult male, such as growth of the penis and testes, growth of facial and pubic hair, deepening of the voice, increase in muscle mass and strength, and increase in height. Throughout adult life, testosterone helps maintain sex drive, sperm production, male hair patterns, muscle mass, and bone mass

Testicular cancer, which is the most common form of cancer for males between ages 15 and 35, may need to be treated by surgical removal of one or both testicles. The resulting decrease or absence of testosterone may cause decreased sexual drive, impotence, altered body image, and other symptoms

Ovaries

The two most important hormones of a woman's twin reproductive glands, the ovaries, are estrogen and progesterone. These hormones are responsible for developing and maintaining female sexual traits, as well as maintaining a pregnancy. Along with the pituitary gonadotropins (FH and LSH), they also control the menstrual cycle. The ovaries also produce inhibin, a protein that curbs (inhibits) the release of follicle-stimulating hormone from the anterior pituitary and helps control egg development

The most common change in the ovarian hormones is caused by the start of menopause, part of the normal aging process. It also can occur when ovaries are removed surgically. Loss of ovarian function means loss of estrogen, which can lead to hot flashes, thinning vaginal tissue, lack of menstrual periods, mood changes and bone loss, or osteoporosis

A condition called polycystic ovary syndrome (PCOS) is caused by overproduction of male hormones in females. PCOS can affect menstrual cycles, fertility, and hormone levels, as well as cause acne, facial hair growth, and male pattern balding

Thyroid

The thyroid is a small gland inside the neck, located in front of your breathing airway (trachea) and below your Adam's apple. The thyroid hormones control your metabolism, which is the body's ability to break down food and store it as energy and the ability to break down food into waste products with a release of energy in the process. The thyroid produces two hormones, T3 called tri-iodothyronine and T4 called thyroxine

Thyroid disorders result from too little or too much thyroid hormone. Symptoms of hypothyroidism (too little hormone) include decreased energy, slow heart rate, dry skin, constipation, and feeling cold all the time. In children, hypothyroidism most commonly leads to slowed growth. Infants born with hypothyroidism can have delayed development and mental retardation if not treated. In adults, this disorder often causes weight gain. An enlarged thyroid, or goiter, may develop

Hyperthyroidism (too much hormone) may result in exophthalmic goiter, or Grave's disease. Symptoms include anxiety, fast heart rate, diarrhea, and weight loss. An enlarged thyroid gland (goiter) and swelling behind the eyes that causes the eyes to push forward, or bulge out, are common

Adrenal Glands

Each adrenal gland is actually two endocrine organs. The outer portion is called the adrenal cortex. The inner portion is called the adrenal medulla. The hormones of the adrenal cortex are essential for life. The hormones of the adrenal medulla are not

The adrenal cortex produces glucocorticoids (such as cortisol) that help the body control blood sugar, increase the burning of protein and fat, and respond to stressors like fever, major illness, and injury. The mineralcorticoids (such as aldosterone) control blood volume and help to regulate blood pressure by acting on the kidneys to help them hold onto enough sodium and water. The adrenal cortex also produces some sex hormones, which are important for some secondary sex characteristics in both men and women

Two important disorders caused by problems with the adrenal cortex are Cushing's syndrome -too much cortisol and Addison's disease -too little cortisol

The adrenal medulla produces epinephrine (adrenaline), which is secreted by nerve endings and increases the heart rate, opens airways to improve oxygen intake, and increases blood flow to muscles, usually when a person is scared, excited, or under stress

Norepinephrine also is made by the adrenal medulla, but this hormone is more related to maintaining normal activities as opposed to emergency reactions. Too much norepinephrine can cause high blood pressure

Parathyroid

Located behind the thyroid gland are four tiny parathyroid glands. These make hormones that help control calcium and phosphorous levels in the body. The parathyroid glands are necessary for proper bone development. In response to too little calcium in the diet, the parathyroid glands make parathyroid hormone, or PTH, that takes calcium from bones so that it will be available in the blood for nerve conduction and muscle contraction

If the parathyroids are removed during a thyroid operation, low blood calcium will result in symptoms such as irregular heartbeat, muscle spasms, tingling in the hands and feet, and possibly difficulty breathing. A tumor or chronic illness can cause too much secretion of PTH and lead to bone pain, kidney stones, increased urination, muscle weakness, and fatigue

Pancreas

The pancreas is a large gland behind your stomach that helps the body to maintain healthy blood sugar (glucose) levels. The pancreas secretes insulin, a hormone that helps glucose move from the blood into the cells where it is used for energy. The pancreas also secretes glucagon when the blood sugar is low. Glucagon tells the liver to release glucose, stored in the liver as glycogen, into the bloodstream

Diabetes, an imbalance of blood sugar levels, is the major disorder of the pancreas. Diabetes occurs when the pancreas does not produce enough insulin (Type 1) or the body is resistant to the insulin in the blood (Type 2). Without enough insulin to keep glucose moving through the metabolic process, the blood glucose level rises too high

In Type 1 diabetes, a patient must take insulin shots. In Type 2 diabetes, a patient may not necessarily need insulin and can sometimes control blood sugar levels with exercise, diet and other medications

A condition called hyperinsulinism (HI) is caused by too much insulin and leads to hypoglycemia (low blood sugar). The inherited form, called congenital HI, causes severe hypoglycemia in infancy. Sometimes it can be treated with medication but often requires surgical removal of part or all of the pancreas. An insulin-secreting tumor of the pancreas, or insulinoma, is a less common cause of hypoglycemia. Symptoms of low blood sugar include anxiety, sweating, increased heart rate, weakness, hunger, and light-headedness. Low blood sugar stimulates release of epinephrine, glucagon and growth hormone, which help to return the blood sugar to normal

Endocrine-Related Organs

Several organs play a major role in the helping the endocrine system to work well. Although these organs are not glands themselves, they do produce, store and send out hormones that help the body to function properly and maintain a healthy endocrine system

Placenta

Besides providing a connection between mother and fetus, the placenta is a special endocrine organ. It produces hormones that are similar to those produced elsewhere in the body. Human chorionic gonadotropin (hCG), estrogens and progesterone are among the most important of these, because they maintain a pregnancy and prepare a woman's mammary glands for nursing

hCG stimulates the ovary to produce estrogens and progestins and helps control normal development of the fetal genitals. The estrogens in the placenta stimulate breast development, promote normal labor, and help produce a steady rise in prolactin. The progestins stimulate breast development and help reduce uterine muscle contractions. Human placental lactogen is a hormone that decreases the mother's level of growth hormone and increases the amount of blood glucose and lipids (fatty substances) circulating in the mother's blood

Skin, Liver And Kidneys

These three organs work together to synthesize 1,25-diydroxyvitamin D, the active form of vitamin D, which controls levels of calcium and phosphorus in the blood. In the skin, a modified cholesterol (fatty) molecule is converted to vitamin D by chemical changes through ultraviolet rays from the sun. In the liver, vitamin D3 is converted to 25-hydroxyvitamin D (calcidiol) before going to the kidney where it is converted to 1,25-dihydroxyvitamin D3 (calcitriol) with the help of parathyroid hormone. Calcitriol acts on the intestine, kidneys, and bones to maintain normal levels of blood calcium and phosphorus. Too little calcium in the diet can lead to rickets in children and osteoporosis in adults

Stomach And Small Intestine

The digestive tract is the largest endocrine-related organ system in the body. It makes and secretes several different hormones that play a role in the body's metabolism. Gherlin and leptin are two such hormones that have been shown to regulate appetite and may be important in obesity and weight loss

Factors That Affect Endocrine Function

Everyone's body undergoes changes, some natural and some not, that can affect the way the endocrine system works. Some of the factors that affect endocrine organs include aging, illness, stress, the environment, and genetics

Aging

Despite age-related changes, the endocrine system functions well in most older people. However, some changes do occur because of normal damage to cells during the aging process and genetically programmed cellular changes. These changes may alter the following

hormone production and secretion
hormone metabolism -how quickly excess hormones are broken down and leave the body, for example, through urination
hormone levels circulating in blood
biological activities
target cell or target tissue response to hormones
rhythms in the body, such as the menstrual cycle

For example, increasing age is thought to be related to the development of Type 2 diabetes. With aging, the target cell response time becomes slower, especially in people who might be at risk for this disorder

The signs and symptoms of endocrine disorders affect many body systems. In elderly persons, they are frequently subtle and may be harder to detect than in younger persons. At times, these signs are incorrectly linked with other causes, such as the changes of normal aging, other medical disorders or conditions, or drug therapy

The aging process affects nearly every gland. For example, the hypothalamus is responsible for releasing hormones that stimulate the pituitary gland. During aging, there is either impaired secretion of some hypothalamic hormones or impaired pituitary response. These changes appear to influence the endocrine system's ability to respond to the body's internal environment. As a result, the body cannot not respond as well either to internal or external stresses

With increasing age, the pituitary gland can become smaller and more fibrous and may not work as well. For example, production of growth hormone may decrease. This may lead to problems such as decreased lean muscle, decreased heart function, and osteoporosis

Aging can affect a woman's ovaries. These organs eventually exhibit the most common endocrine change related to aging: menopause. In menopause, the ovaries stop responding to FSH and LH from the anterior pituitary. Ovarian hormone production of estrogen and progesterone slows down and then stops. Eventually a woman stops having her periods altogether

Illness

Illness may affect endocrine function in several ways. Acute or chronic conditions may change endocrine functions

Chronic/Acute Conditions

Hormones are cleared from blood during their circulation to the target tissues. The liver and kidneys are primarily responsible for clearing hormones. Several clearance processes become altered or slowed in individuals who have chronic heart, liver, or kidney disorders

Acute physical or mental stressors can trigger a preprogrammed stress response. The stress response is complex and can influence heart, kidney, liver, and endocrine system function

Endocrine Pathologies

Endocrine pathologies can result from the following

congenital (birth) or genetic defects
surgery
traumatic injuries
cancerous and non-cancerous tumors
infection
autoimmune destruction -the immune system turns against the body's own organs and causes damage

In general, endocrine pathologies create either hyposecretion (underproduction) or hypersecretion (overproduction) of hormones. The underlying problem may be the endocrine gland itself or a source outside the gland

Stress

Many factors can start the stress response, but physical stressors are most important. In order for the body to respond to, and cope with, physical stress, the adrenal glands make more cortisol. If the adrenal glands do not respond, this can be a life-threatening problem. Some medically important factors causing a stress response are as follows

trauma (severe injury) of any type
severe illness or infection
intense heat or cold
surgical procedures
serious diseases
allergic reactions

Other types of stress include emotional, social, or economic, but these do not require the body to produce high levels of cortisol in order to survive the stress

External Factors

An environmental endocrine disruptor (EED) is a substance outside of the body that may cause adverse effects to normal function of the endocrine system. Some EEDs mimic natural hormone binding at the target cell receptor. These substances start the same processes between body cells that the natural hormone would start. EEDs of this type are referred to as hormone agonists

Other EEDs block cellular events associated with hormone binding. These EEDs are called hormone antagonists. Still other EEDs can directly interfere with the production, storage, release, transport, clearance, binding, or elimination of endogenous hormones in the body. This can greatly affect the function of certain body systems

There are currently over 84,000 commercial synthetic chemical substances in use around the world. We do not know the extent to which they can interfere with the endocrine system. Based on our knowledge of the effects of certain synthetic chemicals, such as DDT, diethylstilbestrol and PCBs, and the increasing evidence that reproductive function in wildlife and humans is changing, scientists are now examining a broad range of chemical effects

EEDs can affect people and animals in many ways
disrupted sexual development
decreased fertility
birth defects
decreased hatching in animals
reduced immune response
neurological and behavioral changes, including reduced stress tolerance

Genetics

Portions of your endocrine system can be affected by genes. Genes are units of hereditary information passed from parent to child. Genes contain the instructions for the production of proteins, which are some of the essential components of the body. Genes are contained in chromosomes. The normal number of chromosomes is 46 -23 pairs

Sometimes extra, missing, altered, or damaged chromosomes can result in diseases or conditions that affect hormone production or function. The 23rd pair, for example, is the sex chromosome pair. A mother and father each contributes a sex chromosome to the child. Girls have two X chromosomes (one from the mother and one from the father), while boys have one X (from mother) and one Y (from father) chromosome. Sometimes, however, a chromosome or piece of a chromosome may be missing. In Turner syndrome, only one normal X chromosome is present and this can cause poor growth. In another example, a child with Prader-Willi syndrome (PWS) may be missing all or part of chromosome 15, which also affects growth, metabolism, and puberty

Your genes also may place you at increased risk for certain diseases, such as breast cancer. Taking estrogen can cause breast tissue to grow faster. Cancer usually appears in fast-growing tissue. This is one of the ways that scientists believe that taking estrogen for symptoms of menopause may be related to developing breast cancer. Another idea is that breast tissue breaks down estrogen into chemicals that can bind to DNA (genetic material) and damage it. Damage to DNA is a common cause of cancer. At this time, it is not known exactly why estrogen might cause breast cancer or what role it does play in breast cancer growth

Cycles of Hormone Release

Time appears to affect the release of certain hormones. Some hormones have a typical cycling pattern of release. This pattern often fits with daily body rhythms or the sleep-wake cycle

Cortisol builds up early in the day, decreases toward evening, rises again toward the end of sleep, and peaks during the morning hours

Thyroid-stimulating hormone (TSH) peaks during sleep and reaches its low point three hours after an individual awakens

Levels of growth hormone (GH) are high 90 minutes after sleep begins. GH typically increases during the first 2 hours of deep sleep. It also increases if a person is hypoglycemic (low blood sugar), starving, exercising, excited or is a victim of severe injury

There is a very definite rise-and-fall pattern to both estrogen and progesterone activity during a woman's menstrual cycle, which lasts an average of 28 days

Exocrine glands

Glands that discharge secretions by means of a duct, which opens onto an epithelial surface (a tissue that covers the external surface of the body and lines hollow structures inside the body). Exocrine glands include the sweat, sebaceous, and mammary glands, and the glands that secrete digestive enzymes. Most glands in the body are exocrine types

Types of exocrine glands

Unicellular exocrine glands
Multicellular exocrine glands

Unicellular exocrine glands

These consist of single cells, specialized for secretion, which are interspersed amongst other, non-secretory epithelial cells. Although, being unicellular, they lack ducts, they are nevertheless considered to be exocrine because they secrete their products directly on the free surface of open body cavities. The most common unicellular exocrine glands are the goblet cells (mucus secreting cells) found in the epithelium of the trachea and the digestive tube

Multicellular exocrine glands

These are formed by invagination, or in-pouching, of an epithelial sheet. The epithelium grows down from the surface into the underlying tissues to form either a simple or compound tube. The blind end of the tube constitute the secretory parts of the gland and may stay tubular or expand to form round bags called acini or alveoli

There are three different ways in which exocrine glands secrete their products. These modes of secretion are called merocrine, apocrine, and holocrine
Merocrines glands (e.g., salivary glands) secrete their product from intact cells

Apocrine glands (e.g., mammary glands) accumulate their secretory product at the apical surface of each cell, which then separates from the remainder to from a secretion in the lumen of the gland. The cells then repair themselves

Holcrine glands (e.g., sebaceous or oil glands) are those in which entire cells and their secretions accumulate as the gland's secretory product. Discharged cells are replaced by new ones

Important human hormones

للتحميــل

الغدد الصماء

الغدد الصماء هي الغدد التي تقوم بإفراز الهورمونات إلى الدم مباشرة لتصل إلى الخلايا أو الأنسجة المستهدفة لإحداث تأثيرها الفسيولوجي الوظيفي .
والغدد الصماء تقوم بواسطة الهورمونات بضبط وتنظيم أنشطة الجسم المختلفة لمواجهة متطلبات التغيير سواء في البيئة الداخلية أو الخارجية للجسم ، وكذلك تقوم الغدد الصماء بضبط التطور والنمو باستكمال نمو العظام والجهاز العصبي والحفاظ على تركيب ووظيفة الخلية وتنظيم إنتاج واستخدام الطاقة فيها


الغدد الصماء هي:
1- الغدة النخامية pituitary gland موجودة بالرأس وتنقسم إلى فصين : فص أمامي وفص خلفي وتعتبر هذه الغدة مركز التحكم في جميع الغدد الصماء
2- تحت المهاد hypothalamus موجود بالرأس
3- الغدة الصنوبرية pineal gland موجود بالرأس
4- الغدة الدرقية thyroid gland تقع في مقدمة الرقبة وتتكون من فصين متصلين ببعضهم وهي على شكل فراشة
5- الغدة الجاردرقية parathyroid glands وهي أربعة توجد بجوار الغدة الدرقية وتفرز هورمون لتنظيم نسبة الكالسيوم في الدم .
6- غدة الكظر (فوق الكلوية) adrenal -suprarenal وهى عبارة عن غدتين واحدة فوق كل كلية
7- المبيض ovary يوجد مبيضان لكل سيدة في تجويف البطن لإنتاج البويضات وإفراز الهورمونات الأنثوية .
8- الخصية testis يوجد خصيتان لكل رجل في كيس الصفن


Endocrine-Related Organs
1- المشيمة (خلال فترة الحمل) تعتبر غدة صماء حيث تقوم بإفراز ثلاث هرمونات توجد داخل رحم السيدات الحوامل ، وهي تقوم بتوصيل الغذاء والأوكسوجين اللازم لنمو الجنين بالإضافة إلى إفرازها لهورمونات الحمل
2- البنكرياس pancreas ويوجد في أعلى التجويف البطني تحت المعدة ، ويمكن اعتبار غدة البنكرياس صماء وغير صماء في نفس الوقت فالبنكرياس كغدة غير صماء يقوم بإفراز عصارة البنكرياس الهاضمة ويصبها في القناة الهضمية وتحتوي العصارة البنكرياسية على عدة إنزيمات تساعد على هضم المواد السكرية والبروتينية والدهنية ، أما وظيفة البنكرياس كغدة صماء فتشمل إفراز هورمونات الإنسولين والجلوكاجون والجاسترين
3- مخاطية المعدة والأمعاء gastrointestinal mucosa
4- الكليتان kidneys

الهرمونات Hormones

يمكن تعريف الهرمون بأنه مادة كيميائية يتم إنتاجها وتخزينها داخل خلايا غدة لا قنوية، وينطلق هذا الهرمون إلى الدم بمجرد وصول إشارة فسيولوجية physiological signal، والتي قد تنتج من تغير تركيز بعض محتويات الدم (مثل الكالسيوم أو الجلوكوز) أو من وصول إشارة عصبية neural signal. وعن طريق مجرى الدم ينتقل الهرمون إلى العضو المستهدف.

ويمكن تقسيم الهرمونات طبقا لتركيبها الكيميائي إلى ثلاث مجموعات:
1- هرمونات ببتيدية أو بروتينية التركيب peptide or protein hormones
2- هرمونات ستيرودية steroid hormones
3- هرمونات مشتقة من الأحماض الأمينية amino acid-related hormones

الغدة الدرقية

توجد في الجزء الأمامي للرقبة وهي مكونة من فصين أيمن وأيسر يتصلان ببعضهما بواسطة جسر يوجد على السطح الأمامي للقصبة الهوائية أسفل الحنجرة مباشرة وتتألف الغدة الدرقية من حويصلات عديدة تحيط بها شبكة من الشعيرات الدموية تسحب الغدة الدرقية أملاح اليود غير العضوية من الدم الذي يغذيها حيث يتحد مع حامض أميني مكوناً مركباً عضوياً يخزن في تجويف الحويصلات الدرقية على شكل مركب غروي وعندما يحتاج الجسم إلى هرمون الغدة الدرقية وهي الثيروكسين يتحرر الهرمون المخزون بفعل إنزيم خاص وينطلق في الدم.

تنظيم إفراز الغدة الدرقية

أ ـ التنظيم المتبادل: بين هرمون يفرزه الفص الأمامي للغدة النخامية يسمى الهرمون المنبه أو الحافز للغدة الدرقية والذي يؤثر على كافة العمليات المتعلقة بإفراز هرمون الثيروكسين وتخزينه وتحريره في الدم. فعندما يقل تركيز الثيروكسين في الدم يفرز الهرمون المنبه للغدة الدرقية بكميات كبيرة تحفز الغدة الدرقية على إفراز الثيروكسين وسرعان ما يحدث توازن تكون نتيجته أن يتم تركيز كل من الثيروكسين والهرمون المنبه للغدة الدرقية في الدم يبقى ثابتاً.

ب ـ العامل المحرر للهرمون المنبه للغدة الدرقية، وجد أن إفراز الغدة النخامية للهرمون المنبه للغدة الدرقية لا يقع تحت تأثير الثيروكسين فقط وإنما تنظمه أيضاً مادة إفرازية عصبية يفرزها تحت سرير المخ أو الهيبوتلامس وينقلها الدم إلى الغدة النخامية وتسمى هذه المادة العامل المحرر للهرمون المنبه أو المحفز للغدة الدرقية.

وظائف هرمون الثيروكسين
أ ـ يعمل على زيادة نشاط عمليات التمثيل الغذائي في كل خلية من خلايا الجسم وخاصة عمليات الأكسدة مما يؤدي إلى سرعة النمو.
ب ـ يتحكم في تمثيل المواد الغذائية مثل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون.
ج ـ له أهمية كبرى في نمو الجسم ونشاط الجهاز العصبي.
د ـ يعمل على زيادة التنفس وضربات القلب.
هـ ـ يعمل على زيادة عدد كرات الدم الحمراء.

تأثير نقص هرمون الثيروكسين
أ ـ في الأطفال وصغار السن يؤدي النقص في إفرازه إلى عدم نمو الأنسجة بصورة طبيعية وخاصة أنسجة الجهاز العصبي فيؤدي إلى إصابة الطفل بتخلف عقلي كما يؤدي إلى بطء عمليات التمثيل الغذائي وتوقف العظام عن النمو مما يؤدي إلى ضمور الجسم وفي نفس الوقت تنمو الأنسجة الضامة بصورة غير طبيعية فينتفخ الوجه ويبرز اللسان من الفم ويتحول الطفل في النهاية إلى الحالة المعروفة بالكرتينية فيكون قزماً ويكون ذلك مصحوباً بعدم نمو أعضاء التناسل بصورة طبيعية.

ب ـ إذا حدث بعد مرحلة البلوغ، من أهم أعراضه أن الجلد يصبح سميكاً وينتفخ الوجه وجفن العين والشفتين وذلك لتراكم سائل مخاطي بكميات كبيرة تحت الجلد ولذا يطلق على هذه الحالة اسم الورم المخاطي أو الميكسيديما وتأثير نقصه على الجهاز العصبي أن الشخص المصاب به يبدو عليه البلاهة وبطء التفكير وكثرة النسيان كما يقل التمثيل الغذائي للمواد السكرية والدهنية والبروتينية وتقل ضربات القلب والتنفس. لأن اليود يدخل في تركيب الثيروكسين لذلك فسكان المناطق المحرومة من اليود كتلك البعيدة عن البحار ـ والواحات ـ وقمم الجبال يصاب سكانها بأمراض نقص هذه الغدة.

حالة زيادة إفراز هرمون الثيروكسين

وتنتج هذه الزيادة نتيجة نشاط زائد للغدة بسبب وجود كميات كبيرة من الهرمون المنبه للغدة الدرقية ويؤدي النشاط الزائد للغدة إلى تضخمها وظهور تورم في منطقة الرقبة على جانبي القصبة الهوائية أسفل الحنجرة ويعرف هذا التورم بالتورم الدرقي.

وفي بعض الأحيان يصاحب هذه الحالة جحوظ العين ولذا تعرف باسم تورم الرقبة المصاحب بجحوظ العين. ويصاحب ذلك أيضاً:
أ ـ زيادة سرعة التمثيل الغذائي ويقل وزن الجسم.
ب ـ سرعة ضربات القلب.
ج ـ الإحساس بحرارة الجو وكثرة العرق.
د ـ سرعة الغضب والهيجان.

تضخم الغدة الدرقية
وقد يكون هذا التضخم مرتبط بكمية الهرمون نقصه أو زيادته وإذا حدث هذا التضخم دون أن يصاحبه نقص أو زيادة عرف باسم تضخم الغدة البسيط ويكون الثيروكسين بكمية طبيعية إلا أن هذه الكمية لا تكفي في بعض الحالات التي تتطلب زيادة من الهرمون. وتعالج هذه الحالات بتناول اليود مع الغذاء ولذا ينصح علماء التغذية باستخدام ملح طعام غنى باليود أي جزء واحد من أيوديد الصوديوم يضاف إلى 100.000 جزء من كلوريد الصوديوم.

هرمون الثيروكالسيتوتين

وهو هرمون آخر يفرز من الغدة الدرقية ويعمل على تنظيم مستوى الكالسيوم والفوسفور في الدم وهي تعمل على خفض مستوى الكالسيوم في الدم.

الغدة الجار درقية

وهي أربعة أجسام غدية صغيرة على السطح الظهري للغدة الدرقية اثنان منها على كل جانب. وتفرز الغدة هرموناً خاصاً يسمى باراثرمون.

وظائف هرمون الباراثرمون

أ ـ يؤدي إلى تحريك أيونات الكالسيوم والفوسفات من العظام إلى الدم ويسبب ذلك زيادة أيونات الكالسيوم في الدم وانخفاض في تركيز أيونات الفوسفات نتيجة زيادة إفرازها في البول وبالإضافة لتأثيره على العظام والكليتين.

ب ـ كما أنه يؤثر أيضاً على امتصاص الكالسيوم من الأمعاء بالاشتراك مع فيتامين (د) فيتم امتصاص جزء كبير من الكالسيوم عن طريق الأمعاء بواسطة عملية الانتشار البسيط والجزء الأكبر يتم امتصاصه بواسطة عملية النقل الإيجابي.

تنظيم نشاط الغدة الجار درقية
يعتمد إفراز الباراثرمون على كمية الكالسيوم في الدم فإذا انخفضت هذه الكمية نشطت الغدد لإفراز مزيد من الهرمون وعلى العكس يقل إفراز الهرمون إذا زاد تركيز أيونات الكالسيوم في الدم.

حالة نقص الباراثرمون
عندما يقل إفراز الباراثرمون في الدم نتيجة ضمور الغدد أو استئصالها ينخفض تركيز الكالسيوم في الدم ويؤدي إلى:
أ ـ زيادة قابلية الجهاز العصبي للاستثارة وتظهر على شكل تشنجات وتقلصات عضلية.
ب ـ يؤدي نقص الهرمون في الأطفال إلى عدم نمو العظام بصورة طبيعية كما يؤثر على تركيب الأسنان وتصاب بالتسوس واستئصال الغدة الجار درقية يؤدي إلى الوفاة خلال بضعة أيام مما يشير إلى أهمية الغدة للحياة.

حالة زيادة الباراثرمون
إذا حدث ورم في الغدة الجار درقية يؤدي ذلك إلى زيادة إفراز الباراثرمون مما يؤدي إلى زيادة أيونات الكالسيوم في الدم وينتج عن ذلك:
أ ـ إن عظام الجسم تصبح أقل صلابة لفقدان أملاح الكالسيوم.
ب ـ تتقلص الكليتين نتيجة ترسب أملاح الكالسيوم فيها وينتج عن ذلك الإصابة بحصوة الكلية كما تترسب هذه الأملاح في الحالبين مما يؤثر على أداء الكلية لوظيفتها.

الغدة الكظرية

1 ـ قشرة الغدة الكظرية:
وهي طبقة صفراء اللون سميكة نسبياً وتتألف من ثلاث طبقات ومناطق مرتبة من الخارج إلى الداخل:
أ ـ الطبقة التكويرية: وهي طبقة رقيقة.
ب ـ الطبقة الحزمية: وهي طبقة سميكة.
ج ـ الطبقة الشبكية : وتجاور النخاع.

وتفرز كل من هذه الطبقات الثلاث هرمونات خاصة بها تنتمي جميعها إلى مجموعة الاستروئيدات ولذلك يطلق عليها استروئيدات قشرة الغدة الكظرية ووظيفتها أساسية لحياة الإنسان فبدونها يموت الإنسان في بضعة أيام ويمكن تقسيم هرمونات القشرة إلى ثلاث مجموعات:

أ ـ الهرمونات الجنسية:
وتفرزها الطبقة الشبكية وتشمل الاستروجينات والأندروجينات والبروجستروتات وأهم هذه الهرمونات هي الأندروجينات وتساهم في حالة الذكر والأنثى في تنظيم نمو العضلات والعظام.

ب ـ الكورتيكويدات المعدنية:
وتفرزها الطبقة التكويرية وتنظم هذه الهرمونات عملية امتصاص الماء والأملاح من قبل الكليتين وأهم هذه الهرمونات وأكثرها فاعلية هرمون الألدسترون الذي يحافظ على التوازن الضروري بين الأملاح المختلفة وخاصة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم كما يحافظ على الكمية الصحيحة للماء في الجسم ولذا فإن إفراز هذا الهرمون في الجسم يعتمد على كمية الماء والأملاح في الدم.
ـ ويؤدي نقص هذا الهرمون إلى زيادة إخراج أملاح الصوديوم بواسطة الكليتين مما ينتج عنه نقص في تركيز هذه الأملاح في الدم وطرد كميات كبيرة من الماء في البول.
ـ ويؤدي زيادة هذا الهرمون إلى احتفاظ الجسم بأملاح الصوديوم مما ينتج زيادة حجم الدم وباقي سوائل الجسم ويؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم.

ج ـ الكورتيكوئيدات السكرية:
وتفرزها الطبقتان الحزمية والشبكية وتعتبر الهرمونات التي تفرزها من أهم الهرمونات التي تحافظ على حيوية الإنسان وأشهر هذه الهرمونات الكورتيزول وهرمونات هذه المجموعة لها تأثير بالغ على عمليات الأيض أو التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والبروتينات والدهون.

أ ـ التأثير على الكربوهيدرات:
ـ تسبب ارتفاع نسبة الغلوكوز في الدم بسبب إسراعها في تحويل غلوكوجين النشا الحيواني للكبد إلى غلوكوز.
ـ كما يساعد على تحويل البروتينات إلى كربوهيدرات.
ـ تحافظ على وجود كمية ثابتة في الغلوكوجين في العضلات.

ب ـ التأثير على البروتينات:
ـ تزيد من العمليات الهدمية للبروتينات وينتج عن ذلك زيادة إخراج الفضلات النيتروجينية.
ـ تمنع تكوين البروتينات من الأحماض الأمينية وتعمل على تحويل الأحماض الأمينية إلى كربوهيدرات.

ج ـ التأثير على الدهون:
تسرع من عملية هدم الدهون مما يؤدي إلى زيادة تركيز الأجسام الكيتونية في الدم والبول.
تنظيم إفراز الكورتيكوئيدرات السكرية:
ويتم عن طريق التنظيم المتبادل بين الكورتيكوئيدرات السكرية وهرمونات أخرى يفرزها الفص الأمامي للغدة النخامية ويسمى الهرمون المنظم لغدة القشرة الكظرية وفي المقابل نجد أن إفراز الهرمون يعتمد على مستوى الكورتيكوئيدرات السكرية في الدم.

وهناك عامل آخر يساهم في عملية التنظيم المتبادل هذه هو الهيبوثلامس ويعمل هذا الجسم على بقاء مستوى الهرمون المنظم لقشرة الغدة الكظرية ثابتاً في الظروف العادية فإذا تعرض الإنسان لأزمة أو صدمة أو حالة غير طبيعية زاد إفراز الهرمون المنظم أو المنبه لقشرة الغدة الكظرية من قبل الفص الأمامي للغدة النخامية.

الهيبوثالامس يؤثر على الفص الأمامي للغدة النخامية بواسطة مادة عصبية إفرازية يفرزها الهيبوثلامس وينقلها الدم إلى الغدة النخامية وتسمى هذه المادة العامل المحرر للهرمون المنظم لقشرة الغدة الكظرية.

الأعراض المهمة لنقص هرمونات الغدة (مرض أديسون):
ـ ضعف العضلات.
ـ فقدان الشهية للطعام.
ـ انخفاض درجة حرارة الجسم انخفاض ضغط الدم.
ـ تلوين الجلد.
ـ نقص الوظائف التناسلية.

تأثير زيادة إفراز هرمونات هذه الغدة:
إذا حدث ذلك في طفل فإنه يتحول بسرعة إلى مرحلة البلوغ المبكرة من حيث نمو الأعضاء التناسلية والصفات الذكرية بينما تظهر على الفتيات والسيدات أعراض الرجولة مثل ظهور شعر الشارب والذقن وغلظ الصوت.

2 ـ نخاع الغدة الكظرية:
تفرز خلاياها هرمون الأدرينالين وله الوظائف الآتية:
ـ يسبب اتساع حدقة العين وبذلك يتسع حقل الرؤية أو الإبصار أمام الشخص.
ـ يسبب اتساع الشعب الهوائية فتسهل عملية التهوية ولذلك يستخدم في علاج مرضى الربو الشعبي.
ـ يسبب زيادة ضربات القلب في السرعة والقوة.
ـ يسبب ارتخاء عضلات القناة الهضمية.
ـ يوسع شرايين القلب والمخ والعضلات الإرادية ويسبب ضيق شرايين الجلد.
ـ يحول النشا الحيواني الموجود بالكبد إلى سكر غلوكوز.
ـ يعمل على انقباض الطحال ودفع مخزون الدم منه إلى الدورة العامة.

الغدة النخامية

تعتبر الغدة النخامية من الناحية الوظيفية والفيزيولوجية غدتين لأنها تتكون من فصين فص خلفي وفص أمامي وتتصل بقاعدة الجزء الأمامي من المخ بواسطة حامل قصير وتنشأ الغدة النخامية في الجنين من جزأين:
أ ـ جزء ينشأ من سقف تجويف الفم وينمو على شكل كيس.
ب ـ جزء ينشأ من الجزء الأمامي من المخ على شكل انخفاض ويتحد الجزءان ببعض أثناء نمو الجنين ليكونا جسماً واحداً هو الغدة النخامية الجزء النخامي العصبي (الفص الخلفي) يقوم بإفراز هرمونين هما:
1 ـ الهرمون القابض للرحم.
2 ـ الهرمون المانع لإدرار البول.

وظيفة الهرمون القابض للرحم
يؤثر على عضلات الرحم فيؤدي إلى تقلصه فيساعد في حالات الولادة على نزول اللبن من الثدي ويعمل على انقباض الرحم أثناء الجماع وبالتالي يعمل على توصيل الحيوانات المنوية إلى البويضة في قناة فالوب لتخصيبها.

وظيفة الهرمون المانع لإدرار البول
يؤثر على الكلية فيزيد من قدرتها على امتصاص الماء من الرشح وإعادته إلى الدم وعندما تقل كمية الماء في الدم نتيجة قلة الماء المتناول يصبح الدم مركزاً وتؤثر هذه الزيادة على خلايا خاصة في الهيبوثالامس فترسل سيالات عصبية إلى الفص الخلفي للغدة لتحرر الهرمون المانع لإدرار البول في الدم الذي يحمله إلى الكلية فيزيد من نفاذية أغشية الأنيبيبات (تصغير أنبوب) البولية للماء الذي يعيده إلى الدم ويقل حجم البول المطروح فيعمل على انقباض الأوعية الدموية وبالتالي يعمل على رفع ضغط الدم.

وظائف الفص الأمامي
هذه الغدة تؤثر على تنظيم نمو الجسم وكذلك نشاط الغدة الدرقية وفوق الكلية والغدة الجنسية.
وهي تفرز عدة هرمونات هي:
أ ـ هرمون النمو.
ب ـ هرمون منبه للغدة الدرقية.
ج ـ هرمون منبه لقشرة الغدة فوق الكلية.
د ـ هرمون منبه لغدة الخصية في الرجال وغدة المبيض في النساء.
هـ ـ هرمون منبه لإفراز اللبن في الإناث.

أ ـ هرمون النمو:ينظم الهرمون نمو الجسم عن طريق تحفيزه لعمليات بناء البروتين.
وتثبيط عملية الهدم هام لنمو جميع أجزاء الجسم كالعضلات والعظام والأحشاء الداخلية فهو يساعد على انقسام الخلايا في الأماكن المختلفة كما
أنه ينظم هذا الانقسام بحيث يحفظ التوازن بين حجوم أعضاء الجسم المختلفة ويسبب الهرمون إذا وجد في كميات كبيرة ارتفاع في نسبة السكر في الدم.

تأثير زيادة هرمون النمو:
1 ـ إذا حدث ذلك قبل البلوغ وأثناء الطفولة قبل تقلص مراكز العظام الطويلة ينمو الشخص بشكل سريع ويصبح عملاقاً.
2 ـ زيادة هرمون النمو بعد البلوغ وبعد تقلص مراكز العظام الطويلة فإن الشخص يصاب بتضخم لبعض العظام كالفكين واليدين والقدمين وضخامة الشفتين واللسان وكذلك نمو الأحشاء بصورة غير طبيعية.

تأثير نقص هرمون النمو:
إذا حدث هذا النقص في الطفولة نجد أن النمو يتوقف تماماً في جميع أجزاء الجسم وبطريقة منتظمة ولذلك نجد أن الشخص لا ينمو نمواً طبيعياً ويبقى قزماً رغم كبر سنه ولكن مستوى ذكائه يكون طبيعياً.

ب ـ الهرمون المنبه للغدة الدرقية:يعمل على حفظ نمو الغدة الدرقية وتنبيه إفرازاتها وتنظيمها.

ج ـ هرمون منبه لقشرة الغدة فوق الكلية:هذا الهرمون يعمل على حفظ تركيب ونمو وتنظيم نشاط غدة القشرة الفوق الكلية ويعمل على تنبيه إفرازاتها وتنظيم ذلك الإفراز.

د ـ الهرمونات المنبهة للغدة الجنسية:أولاً ـ الهرمون المنبه لغدة المبيض:
وهذه تعمل على نمو المبيض والبويضات داخل المبيض وكذلك عملية التبويض وتنظيمها وتنبيه المبيض لإفراز هرمون الاوستروجين والبروجستيرون

الهرمونات المنبهة لغدة الخصية:
وهذه تعمل على نمو الخصية وعلى تكوين الحيوانات المنوية وتنبيه الغدة لإفراز هرمون التستستيرون.
هـ ـ الهرمون المنبه لغدة الثدي:
هو الذي ينبه غدة الثدي في وقت الرضاعة وهذا الهرمون لا يؤثر إلا في هذا الوقت بالذات لأن نسيج الثدي يكون مساوٍياً لتأثيره.
والذي يهيئ نسيج الثدي هرمونات يفرزهما المبيض والمشيمة وهما الأستروجين والذي يهيئ الحالة وقنوات الغدة والبروجستيرون الذي يهيئ خلايا الغدد الفارزة للبن الثدي.

غدة البنكرياس والأنسولين

يفرز الأنسولين بواسطة خلايا بيتا المجودة في البنكرياس ويقوم الأنسولين بوظيفة هامة في التمثيل الغذائي للمواد النشوية فيقوم بالآتي:
أ ـ تحويل الغلوكوز الموجود بالدم إلى غلوكوجين بالكبد.
ب ـ المساعدة على أكسدة الغلوكوز في العضلات والأنسجة المختلفة.

ويقوم الكبد بوظيفة معمل في الجسم ويكون حساساً لتغير نسبة تركيز الغلوكوز في الدم التي يجب أن تكون ثابتة أي 100 مل غرام لكل 100 سنتيمتر مكعب من الدم فإذا زادت النسبة امتص الكبد الزيادة وحولها إلى غلوكوجين نشا حيواني وإذا نقصت نسبة تركيز الغلوكوز في الدم ينشط الكبد ويحول الغلوكوجين الذي يوجد فيه إلى غلوكوز.

مرض البول السكري (تأثير نقص الأنسولين):إذا نقص الأنسولين ارتفع الغلوكوز في الدم عن المعتاد وهو 100 مل غرام غلوكوز / 100 سنتيمتر مكعب من الدم، فإذا زاد الغلوكوز في الدم عن 180 مل غرام فإن الأنابيب الكلوية لا تستطيع امتصاص جميع الغلوكوز المرشح بالكلية وبذلك يظهر الغلوكوز في بول المرضى ويعجز الكبد عن تحويل السكر الذائب إلى غلوكوجين كذلك تعجز العضلات عن الاستفادة من الجلوكوز الموجود في الدم فتضطر العضلات إلى أكسدة المواد الدهنية.
ولقد ثبت أن الأنسولين ليس المادة الوحيدة التي تسيطر على تركيز الغلوكوز فهناك هرمون الغلوكاجون يفرز أيضاً من البنكرياس وهرمون النمو الذي يفرز من الفص الأمامي للغدة النخامية وهرمون الثيروكسين للغدة الدرقية وكذلك بعض هرمونات قشرة الغدة فوق الكلية وكذلك أدرنالين من نخاع الغدة فوق الكلية وكل هذه الهرمونات تعمل في اتجاه مضاد ومعاكس للأنسولين حتى يحدث التوازن بينهما وبذلك يتأثر الكبد والعضلات بكل هؤلاء وتكون النتيجة أن يظل تركيز الغلوكوز في الدم في حدود 100 مل غرام لكل 100 سنتيمتر مكعب في الدم.