Giáo trình sinh lý động vật

Chương 1SINH LÝ NỘI TIẾT Mục tiêu Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng: - Nắm được khái niệm về hormone, bản chất của hormone - Hiểu được cơ chế tác động của hormone -

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM KIM ĐĂNG | NGUYỄN BÁ MÙI | CÙ THỊ THIÊN THU NGUYỄN THỊ PHƯƠNG GIANG | NGUYỄN BÁ HIẾU

Chủ biên: PHẠM KIM ĐĂNG

GIÁO TRÌNH

SINH LÝ ĐỘNG VẬT

(Phần I)

(Dùng cho các chương trình đào tạo Chăn nuôi, Thú y,

Sư phạm kỹ thuật và Công nghệ sinh học)

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019

LỜI NÓI ĐẦU

Sinh lý học là môn học về chuyên ngành sinh học, nghiên cứu chức năng của cơ thể sống từ sinh vật bậc thấp đến những sinh vật bậc cao như con người Mỗi sinh vật có những đặc trưng và những hoạt động chức năng khác nhau Vì vậy, sinh lý học được chia thành nhiều chuyên ngành như sinh lý học vi rút, sinh lý học vi khuẩn, sinh lý học thực vật, sinh lý học động vật (bao gồm cả con người)

Sinh lý học động vật là khoa học nghiên cứu về chức năng, hoạt động chức năng của từng tế bào, từng cơ quan và hệ cơ quan trong cơ thể động vật trên quan điểm xem

cơ thể là một khối thống nhất toàn vẹn và thống nhất với ngoại cảnh dưới sự điều khiển của hệ thống thần kinh và thể dịch

Như vậy, có thể hiểu sinh lý học động vật có nhiệm vụ nghiên cứu, phát hiện và tìm hiểu các chức năng và cơ chế điều hòa hoạt động chức năng và cơ chế thích ứng của

cơ thể từ mức độ phân tử tới mức độ tế bào; từ một cơ quan cơ thể tới hệ thống các cơ quan và toàn bộ cơ thể; Xác định và đánh giá được các chỉ số biểu hiện hoạt động chức năng của các cơ quan, hệ thống cơ quan ở trạng thái hoạt động bình thường làm cơ sở cho việc đánh giá khả năng thích nghi, trao đổi chất, dinh dưỡng, sự bất thường, từ đó

có thể so sánh đánh giá tình trạng sinh lý và sức khỏe của động vật

Các đặc điểm hoạt động chức năng sinh lý của động vật còn chịu ảnh hưởng của điều kiện sống, đặc biệt là điều kiện thời tiết khí hậu Chính vì thế, với đặc thù khí hậu nhiệt đới, nóng, ẩm, gió mùa… sẽ ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ số sinh lý cũng như hoạt động chức năng của các loài động vật ở Việt Nam sẽ có những khác biệt nhất định

so với những vùng có điều kiện khí hậu khác Vì vậy động vật nuôi ở Việt Nam trong quá trình sinh trưởng, phát triển, sinh sản, ngoài các quy luật chung mà vật nuôi các nước đều có, chúng còn mang đặc điểm sinh lý riêng Nghiên cứu phát hiện những đặc điểm riêng biệt của gia súc nuôi trong điều kiện nhiệt đới gió mùa sẽ góp phần phát triển chăn nuôi, phòng trừ dịch bệnh cho đàn vật nuôi

Đối tượng nghiên cứu của sinh lý động vật bao gồm cả con người nhưng trong khuôn khổ chương trình đào tạo các chuyên ngành liên quan đến sinh học động vật nông nghiệp là gia súc, gia cầm (là những động vật đã được con người thuần hóa, chọn lọc, lai tạo qua hàng nghìn năm) Ngoài những quy luật chung về hoạt động sinh lý của động vật, vật nuôi lại có những đặc điểm sinh lý riêng và mỗi loại lại có những hoạt động sinh lý đặc thù

Do vậy, sinh lý học động vật là môn học rất quan trọng tạo nên cơ sở lý luận giúp cho sinh viên tiếp thu tốt các kiến thức chuyên khoa theo hướng điều khiển sự sinh trưởng, sinh sản, phát triển tốt nhất của các loài động vật nhằm phục vụ mục đích và nhu cầu của con người Mỗi phương pháp chẩn đoán, điều trị phòng bệnh hay giải pháp nâng cao sức sản xuất (sinh trưởng, sinh sản)… đều phải đặt trên cơ sở kiến thức sinh lý học

Học sinh lý học cần nắm được quan niệm của sinh lý học hiện đại, phải coi cơ thể động vật là một hệ thông tin có khả năng tự điều khiển và tự điều chỉnh mọi hoạt động chức năng của cơ thể Đó là một hệ thông tin rất tinh vi, phức tạp và chính xác Trong điều kiện ấy, hoạt động chức năng của mỗi cơ quan bộ phận đều tác động đến cơ quan

bộ phận khác và ngược lại, điều này tạo nên mối quan hệ hai chiều gọi là cơ chế điều hòa ngược

Do cấu trúc và chức năng của cơ thể động vật có mối quan hệ chặt chẽ, vì vậy muốn học tập tốt môn sinh lý động vật cần phải có kiến thức cơ bản về sinh học, hóa học, vật lý học, hóa sinh và lý sinh, giải phẫu, mô học Đây là kiến thức giúp con người hiểu biết cặn kẽ và giải thích được bản chất các hoạt động chức năng và điều hòa chức năng của cơ thể Khi tìm hiểu cần phải có sự so sánh, liên hệ về chức năng giữa các cơ quan và hệ thống các cơ quan, phải đặt chúng trong mối liên quan với nhau và mối liên quan giữa cơ thể với môi trường, đồng thời phải biết tận dụng các kiến thức sinh, lý, hóa học để giải thích các hiện tượng bình thường, bất thường hay khi xuất hiện các triệu chứng trong trường hợp bệnh lý

Chính vì vậy, học phần Sinh lý động vật là môn học cơ sở quan trọng trong chương trình đào tạo chăn nuôi, thú y nói riêng và các ngành liên quan như công nghệ sinh học động vật, sư phạm kỹ thuật và các ngành sinh học nói chung Việc biên soạn giáo trình là đòi hỏi cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu tham khảo để giảng dạy của cán bộ

và học tập của sinh viên trong các trường đại học đào tạo ngành chăn nuôi, thú y và các chuyên ngành liên quan Môn học sẽ trang bị các kiến thức, lý luận cơ sở quan trọng giúp sinh viên nắm bắt và học tốt các môn chuyên ngành

Giáo trình này đã được biên soạn trên cơ sở tham khảo nhiều tài liệu trong và ngoài nước, sẽ là lài liệu giảng dạy cho giảng viên và tài liệu học tập, nghiên cứu của sinh viên các chuyên ngành liên quan đến chăn nuôi, thú y, công nghệ sinh học, sư phạm kỹ thuật và các ngành sinh học liên quan đến động vật Giáo trình cũng là tài liệu tham khảo tốt cho giảng dạy, học tập và nghiên cứu khoa học của các học viên cao học, nghiên cứu sinh cùng chuyên ngành

Để tài liệu đảm bảo tính khoa học, logic và có tính thực tiễn của Việt Nam, với kinh nghiệm giảng dạy môn học, tập thể biên soạn đã cố gắng cập nhật, bổ sung thêm một số kiến thức, thông tin tham khảo từ các tài liệu và từ các nghiên cứu thực tiễn chăn nuôi, thú y và khoa học động vật ở trên thế giới và Việt Nam

Giáo trình bao gồm 6 chương được biên soạn bởi các giảng viên sau:

PGS TS Nguyễn Bá Mùi, ThS Nguyễn Bá Hiếu: Chương 1

PGS TS Phạm Kim Đăng, TS Cù Thị Thiên Thu: Chương 2 và Chương 3

PGS TS Phạm Kim Đăng, PGS TS Nguyễn Bá Mùi: Chương 4

PGS TS Phạm Kim Đăng, TS Nguyễn Thị Phương Giang: Chương 5 và Chương 6

Các tác giả biên soạn giáo trình là những cán bộ đã làm công tác giảng dạy môn học và nghiên cứu khoa học liên quan nhƣng chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót Để lần xuất bản sau đƣợc hoàn chỉnh hơn, tập thể tác giả rất mong nhận đƣợc

sự đóng góp ý kiến từ các đồng nghiệp và độc giả

Xin chân thành cảm ơn!

Thay mặt nhóm tác giả

Chủ biên PGS TS Phạm Kim Đăng

BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TT Từ viết tắt Viết đầu đủ Nghĩa tiếng việt

1 AC Anti inflammatory Corticosteroids Corticoid kháng viêm

2 ACh Acetylcholine

3 ACTH Adreno Cortico Tropic Hormone Kích vỏ thượng thận tố

4 ADH Antidiuretic Hormone Hormone chống lợi niệu

5 ADN Acid Deoxyribo Nucleic

6 ADP Adenosine Diphosphate

7 AMPc Adenosine Mono Phosphate cycle AMP vòng

8 ARN Acid Ribonucleic

9 ARNm Acid Ribonucleic messenger ARN thông tin

10 ATP Adenosine triphosphate

18 FAD Flavin Adenine Dinucleotide

19 FSH Follicle Stimulating Hormone Kích noãn tố

20 GAS General Adaptation Syndrome Hội chứng thích ứng chung

21 GDP Guanosine Triphosphate

22 GH Growth Hormone Hormone sinh trưởng

23 GnRH Gonadotropin Releasing Hormone Yếu tố giải phóng hormone sinh dục

24 GSH Gonadotropin Stimulating Hormone Kích dục tố

25 GTP Guanosine Triphosphate

26 HCG Human Chorionic Gonadotropin Hormone nhau thai người

27 HPA Hypothalamus Pituitary Adrenal Axis Trục Vùng dưới đồi - Tuyến yên - Tuyến

thượng thận

29 IF Inhibiting Factor Yếu tố ức chế

30 IH Inhibiting Hormone Hormone ức chế tiết

31 IP3 Inositol Triphosphate

32 IP3 Inositol- 1,4,5- trisphosphate

33 LAS Local Adaptation Syndrome Hội chứng thích ứng cục bộ

34 LH Luteinizing Hormone Kích hoàng thể tố

35 LHRH Luteinizing Hormone Releasing Hormone Yếu tố giải phóng kích hoàng thể tố

36 MRH Melanocyte Releasing Hormone Yếu tố giải phóng kích hắc tố

37 MIH Melanocyte Inhibiting Hormone Yếu tố ức chế kích hắc tố

38 MIT Mono Iodotyrosine

TT Từ viết tắt Viết đầu đủ Nghĩa tiếng việt

39 MLC Myosin Light Chain

40 MLCK Myosin light chain kinase

41 MRH Melanotropin Releasing Hormone Yếu tố ức chế tiết kích hắc tố

42 NAD Nicotinamide Adenine Dinucleotide

43 NADH2 Nicotinamide Adenine Dinucleotide

44 NADPH2 Nicotinamide Adenine Dinucleotide

Phosphate

45 O Operator

46 P Promotion

47 PC Pro Inflammatory Corticoid

48 PG Regulator gene Gen điều hòa

49 PGF2α Prostaglandin

50 PI Phosphatidylinositol

51 PIH Prolactin Inhibiting Hormone Hormone ức chế tiết prolactin

52 PIP2 Phosphatidylinositol 4,5- biphosphate

53 PMSG Pregnant Mare Serum Gonadotropin Huyết thanh ngựa chửa

54 PRH Prolactin Releasing Hormone Hormone kích thích giải phóng prolactin

55 PRL Prolactin Kích nhũ tố

57 PSE Pale Soft Exudative Nhạt màu, mềm, rỉ dịch

58 PTH Parathyroid Hormone Hormone cận giáp trạng

59 R Regulator Chất điều hành

61 RG Regulator gen Gen điều hành

62 RF Releasing Factor Yếu tố giải phóng

63 RH Releasing Hormone Hormone giải phóng

65 RPS Renales Pressor Substance Chất gây tăng áp lực thận

66 SG Structure gene Gen cấu trúc

67 SIH Somatotropin Inhibiting Hormone Hormone ức chế tiết Somatotropin

68 SRH Somatotropin Releasing Hormone Hormone kích thích giải phóng Somatotropin

69 STH Somatotropin Hormone Kích tố sinh trưởng

70 T3 Triiodothyronin

71 T4 Tetraiodothyronin

71 TN Tropinin

72 TPH Tirotropin Releasing Hormone Hormone kích thích giải phóng thyroxin

73 TSH Thyroid stimulating hormone Kích giáp trạng tố

74 VIP Vasoactive intestinal Polypeptit Polypeptit vận mạch đường ruột

MỤC LỤC

Chương 1 SINH LÝ NỘI TIẾT 1

1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NỘI TIẾT 2

1.1.1 Khái niệm về hệ nội tiết 2

1.1.2 Khái niệm về hormone 3

1.1.3 Đặc tính sinh học của hormone 4

1.1.4 Phân loại hormone 4

1.1.5 Dự trữ và bài tiết hormone 8

1.1.6 Chất tiếp nhận hormone tại tế bào đích 9

1.1.7 Cơ chế tác dụng của hormone 10

1.1.8 Cơ chế điều hòa bài tiết hormone 17

1.1.9 Các phương pháp định lượng hormone 21

1.2 SINH LÝ CÁC TUYẾN NỘI TIẾT 22

1.2.1 Chức năng của vùng dưới đồi 22

1.2.2 Tuyến yên 26

1.2.3 Tuyến giáp trạng 35

1.2.4 Tuyến cận giáp 42

1.2.5 Tuyến tụy 44

1.2.6 Tuyến thượng thận 51

1.2.7 Tuyến sinh dục 59

CÂU HỎI ÔN TẬP 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

Chương 2 SINH LÝ HƯNG PHẤN 72

2.1 HƯNG PHẤN 72

2.1.1 Khái niệm 72

2.1.2 Điều kiện gây hưng phấn 73

2.2 HIỆN TƯỢNG ĐIỆN SINH VẬT 73

2.2.1 Điện tổn thương 74

2.2.2 Điện hoạt động 75

2.2.3 Điện nghỉ ngơi 76

2.3 CƠ CHẾ PHÁT SINH DÕNG ĐIỆN SINH VẬT 76

2.3.1 Thuyết biến chất 76

2.3.2 Thuyết màng 76

2.4 ỨNG DỤNG DÕNG ĐIỆN SINH VẬT 78

2.5 DẪN TRUYỀN HƯNG PHẤN TRÊN SỢI THẦN KINH 79

2.5.1 Cấu tạo nơron thần kinh 79

2.5.2 Đặc điểm sinh lý của sợi thần kinh 81

2.5.3 Cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua sợi trần 81

2.5.4 Dẫn truyền hưng phấn trên sợi có vỏ bọc 82

2.5.5 Đặc điểm của dòng điện dẫn truyền trên sợi thần kinh 82

2.6 DẪN TRUYỀN HƯNG PHẤN QUA SYNAP 83

2.6.1 Synap 83

2.6.2 Đặc điểm dẫn truyền hưng phấn qua synap 84

2.6.3 Cơ chế dẫn truyền qua synap 84

2.6.4 Ứng dụng sự hiểu biết cơ chế dẫn truyền hưng phấn qua synap 85

2.7 TÍNH LINH HOẠT CHỨC NĂNG VÀ TRẠNG THÁI CẬN SINH 86

2.7.1 Tính linh hoạt chức năng (TLHCN) 86

2.7.2 Trạng thái cận sinh 86

CÂU HỎI ÔN TẬP 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

Chương 3 SINH LÝ CƠ - VẬN ĐỘNG 89

3.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA CƠ 89

3.1.1 Cấu tạo cơ vân 89

3.1.2 Cấu tạo cơ trơn 93

3.1.3 Cấu tạo cơ tim 94

3.2 ĐẶC TÍNH SINH LÝ CỦA CƠ 94

3.2.1 Tính đàn hồi 94

3.2.2 Tính hưng phấn 95

3.2.3 Tính co rút 95

3.3 PHÂN TÍCH SỰ CO CƠ 96

3.3.1 Co đơn 98

3.3.2 Co lắp 98

3.3.3 Co tetanos 99

3.4 CƠ CHẾ CO CƠ 99

3.4.1 Cơ chế co cơ vân 99

3.4.2 Cơ chế co cơ trơn 100

3.4.3 Năng lượng trong co cơ 101

3.4.5 Sự nợ oxy và sự mỏi cơ 102

3.4.6 Điều hòa co cơ 104

3.4.7 Huấn luyện gia súc 104

CÂU HỎI ÔN TẬP 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

Chương 4 SINH LÝ HỆ THẦN KINH TRUNG ƯƠNG 106

4.1 SINH LÝ CHUNG HỆ THẦN KINH TRUNG ƯƠNG 107

4.1.1 Sự tiến hóa hệ thần kinh của động vật 107

4.1.2 Cấu tạo và chức năng hệ thần kinh trung ương 108

4.1.3 Học thuyết phản xạ 109

4.1.4 Đặc điểm của hệ thần kinh trung ương 111

4.1.5 Quá trình ức chế trong hệ thần kinh 112

4.2 SINH LÝ TUỶ SỐNG 112

4.2.1 Chức năng dẫn truyền của tủy sống 113

4.2.2 Chức năng phản xạ 115

4.3 SINH LÝ HÀNH NÃO (HÀNH TUỶ) 116

4.3.1 Chức năng phản xạ 116

4.3.2 Chức năng dẫn truyền 117

4.4 SINH LÝ NÃO GIỮA 118

4.5 SINH LÝ TIỂU NÃO 118

4.5.1 Ảnh hưởng khi cắt bỏ hay làm tổn thương tiểu não 118

4.5.2 Vai trò của tiểu não đối với vận động của cơ thể 118

4.5.3 Vai trò tiểu não trong sự điều hòa phản xạ thực vật 119

4.6 SINH LÝ NÃO TRUNG GIAN 119

4.6.1 Vùng đồi 119

4.6.2 Vùng dưới đồi 120

4.7 SINH LÝ HỆ THẦN KINH THỰC VẬT (DINH DƯỠNG) 121

4.7.1 Đặc điểm, chức năng của hệ thần kinh động vật và thực vật 121

4.7.2 Hệ giao cảm và phó giao cảm 122

4.7.3 Ứng dụng 124

CÂU HỎI ÔN TẬP 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

Chương 5 SINH LÝ THẦN KINH TRUNG ƯƠNG CẤP CAO 126

5.1 SỰ TIẾN HÓA CỦA BÁN CẦU ĐẠI NÃO, CẤU TẠO VÙNG CHỨC NĂNG CỦA CÁC VÙNG TRÊN VỎ NÃO 127

5.2 PHẢN XẠ KHÔNG ĐIỀU KIỆN VÀ PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN 129

5.2.1 Phản xạ không điều kiện 129

5.2.2 Phản xạ có điều kiện 130

5.2.3 Phân loại phản xạ có điều kiện 131

5.2.4 Cơ chế thành lập phản xạ có điều kiện 133

5.2.5 Điều kiện thành lập phản xạ có điều kiện 136

5.3 SỰ KHÁC BIỆT GIỮA PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN VÀ PHẢN XẠ KHÔNG ĐIỀU KIỆN 138

5.4 ĐIỀU KIỆN HÓA 138

5.4.1 Điều kiện hóa đáp ứng - Điều kiện hóa typ I 139

5.4.2 Điều kiện hóa hành động - Điều kiện hóa typ II 140

5.5 Ý NGHĨA SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN 142

5.5.1 Ý nghĩa 142

5.5.2 Ứng dụng 142

5.6 HOẠT ĐỘNG TRÍ NHỚ 144

5.6.1 Phân loại trí nhớ 144

5.6.2 Cơ chế của trí nhớ 145

5.7 QUÁ TRÌNH ỨC CHẾ TRONG VỎ NÃO 148

5.7.1 Ức chế không điều kiện (ức chế ngoài) 148

5.7.2 Ức chế có điều kiện (ức chế trong) 149

5.8 GIẤC NGỦ VÀ THÔI MIÊN 153

5.8.1 Giấc ngủ 153

5.8.2 Thôi miên 155

5.9 LOẠI HÌNH THẦN KINH Ở GIA SÖC 156

5.9.1 Phân loại hình thần kinh 156

5.9.2 Các loại hình thần kinh ở gia súc 157

5.9.3 Ứng dụng hiểu biết về loại hình thần kinh trong chăn nuôi 158

CÂU HỎI ÔN TẬP 159

TÀI LIỆU THAM KHẢO 159

Chương 6 STRESS VÀ THÍCH NGHI 161

6.1 HIỆN TƯỢNG STRESS 162

6.2 KHÁI NIỆM VÀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH THUYẾT STRESS 162

6.3 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH STRESS 164

6.3.1 Phản ứng bảo vệ cơ thể 164

6.3.2 Các giai đoạn của quá trình stress 165

6.4 NHỮNG RỐI LOẠN KHI CƠ THỂ BỊ STRESS 169

6.4.1 Stress và chứng viêm 169

6.4.2 Vai trò của các cơ quan, tổ chức khi cơ thể bị stress 171

6.5 STRESS TRONG CHĂN NUÔI VÀ BIỆN PHÁP PHÕNG CHỐNG 175

6.5.1 Yếu tố thức ăn, nước uống 176

6.5.2 Yếu tố thời tiết, khí hậu 177

6.5.3 Mật độ nuôi và stress bầy đàn 180

6.5.4 Stress vận chuyển 182

6.5.5 Stress do chăm sóc thú y 186

6.5.6 Stress trước và trong quá trình giết mổ 186

CÂU HỎI ÔN TẬP 188

TÀI LIỆU THAM KHẢO 188

Chương 1

SINH LÝ NỘI TIẾT

Mục tiêu

Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng:

- Nắm được khái niệm về hormone, bản chất của hormone

- Hiểu được cơ chế tác động của hormone

- Trình bày được bản chất hóa học, tác dụng và điều hòa bài tiết từng hormone của vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến giáp, tuyến tụy, tuyến thượng thận và tuyến sinh dục

- Trình bày được các ứng dựng của hormone trong chăn nuôi và thú y

Hệ thống thể dịch điều hòa chức năng của cơ thể được thực hiện chủ yếu nhờ các chất hóa học trong dịch thể như nồng độ các ion, nồng độ các chất khí và đặc biệt là nồng độ các hormone Chính vì vậy, cơ chế điều hòa thể dịch còn được gọi là điều hòa bởi hệ nội tiết

Hormone là những tín hiệu hóa học, chủ yếu là tuyến nội tiết và các tế bào nội tiết nằm xen kẽ giữa các mô tạo ra, có tác dụng điều hòa các hoạt động sinh lý trong cơ thể động vật Hormone được phân loại theo nguồn gốc, cấu tạo hóa học và đặc tính hòa tan Theo cấu tạo hóa học, hormone được chia làm 4 nhóm, gồm: nhóm dẫn xuất của axít amin; nhóm peptit, polypeptit hoặc protein; nhóm steroid và nhóm eicosanoid (dẫn xuất của axít béo) Vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến tụy, tuyến cận giáp trạng sản sinh các hormone có bản chất peptit, polypepetide và protein Thùy trước tuyến yên tổng hợp

và bài tiết 6 hormone kích thích điều khiển hoạt động các cơ quan chức năng của cơ thể thông qua các tuyến nội tiết trong cơ thể Thùy sau tuyến yên bài tiết hai hormone của vùng dưới đồi ở đây là oxytocin và vazopressin

Hormone của tuyến tụy gồm glucagon, insulin và somatostatin Tuyến cận giáp

và tủy thượng thận bài tiết các hormone thuộc nhóm dẫn xuất của axít amin tyrosine Hormone của tuyến giáp là thyroxin, của miền tủy thượng thận là adrenalin và noradrenalin Tuyến sinh dục và miền vỏ thượng thận bài tiết các hormone thuộc nhóm steroid như testosterone, estrogen và progesterone của buồng trứng Các hormone của

vỏ thượng thận là glucocorticoid, mineralocorticoid và androgens Từng hormone của các tuyến nội tiết được đề cập về cấu tạo hóa học và chức năng sinh lý của chúng đối với các hoạt động sống của động vật

Hệ thống nội tiết chủ yếu điều hòa chức năng chuyển hóa trong cơ thể như điều hòa tốc độ phản ứng hóa học ở tế bào, điều hòa sự vận chuyển vật chất qua màng tế bào Hệ thống nội tiết còn điều hòa các quá trình chuyển hóa khác của tế bào như sự

phát triển, sự sinh sản, sự bài tiết, chu kỳ động dục Tác dụng điều hòa của các hormone là khác nhau Một số hormone tác dụng xuất hiện sau vài giây trong khi một

số hormone khác lại cần thời gian lâu hơn mới phát huy tác dụng Tuỳ thuộc vào cấu trúc và bản chất của hormone mà thời gian tác dụng kéo dài hay ngắn

Giữa hệ thống thần kinh và hệ thống nội tiết có mối liên hệ chặt chẽ, tác động qua lại lẫn nhau Vùng dưới đồi được coi là cầu nối giữa thần kinh và nội tiết, thông qua các hormone giải phóng và ức chế mà ảnh hưởng lên sự bài tiết của tuyến yên và qua

đó ảnh hưởng đến hoạt động của nhiều tuyến nội tiết khác Hệ thần kinh thông qua vùng dưới đồi để điều hòa hệ nội tiết

1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NỘI TIẾT

1.1.1 Khái niệm về hệ nội tiết

Cơ thể hoạt động bình thường, các cơ quan tổ chức hoạt động chức năng có mối liên hệ mật thiết, thống nhất với nhau và thống nhất với môi trường dưới sự điều khiển của hai 2 hệ thống chính là hệ nội tiết và hệ thần kinh Trong đó, hệ nội tiết điều hòa hoạt động chức năng bằng những chất có hoạt tính sinh học cao, luân chuyển theo máu, bạch huyết và dịch ngoại bào được gọi là kích tố hay hormone

Hình 1.1 Các tuyến nội tiết quan trọng trong cơ thể

Nguồn: Sjaastad và cs (2010)

Khác với tuyến ngoại tiết, tuyến nội tiết là những tuyến không có ống dẫn, tiết các chất có hoạt tính sinh học cao, đổ trực tiếp vào máu, rồi được máu đưa đến các cơ quan, các mô trong cơ thể để kích thích và điều hòa cơ thể (điều hòa các quá trình sinh lý quan trọng như: sinh trưởng, phát dục, sinh sản, trao đổi chất ) Hệ thống nội tiết bao gồm các tuyến nội tiết và các nhóm tế bào thuộc các cơ quan khác nhau có chức năng nội tiết Tuyến ngoại tiết là những tuyến có ống dẫn, chất tiết theo ống dẫn đổ vào các xoang trong cơ thể (như tuyến nước bọt, túi mật )

Các tuyến nội tiết quan trọng chủ yếu trong cơ thể gồm: tuyến tùng, tuyến yên, tuyến giáp, tuyến cận giáp, tuyến ức, tuyến tụy, tuyến trên thận và tuyến sinh dục (tinh hoàn ở con đực; buồng trứng, thể vàng, nhau thai ở con cái) (Hình 1.1) Một số tuyến vừa có chức năng nội tiết, vừa có chức năng ngoại tiết như tuyến tụy, tuyến sinh dục đực, tuyến sinh dục cái Ngoài ra, còn có các cơ quan có chức năng nội tiết như vùng dưới đồi (được xem như bộ phận chỉ huy cao nhất của hệ nội tiết) Một số tế bào nội tiết

cư trú trong ống tiêu hóa, thận, tử cung và một số loại tế bào không nằm tập trung ở một

cơ quan nhất định mà nằm rải rác khắp cơ thể

1.1.2 Khái niệm về hormone

Hormone là các chất có hoạt tính sinh học cao do các tuyến nội tiết tiết ra đổ trực tiếp vào máu gây ảnh hưởng cho cơ quan khác Hormone được coi là những chất truyền tin hóa học, từ nơi sinh (có thể từ tuyến nội tiết hoặc một nhóm tế bào hoặc một loại tế bào bài tiết vào máu), theo máu đến nơi tiếp nhận (cơ quan hay mô đích) để phát huy tác dụng sinh học cao và được điều hòa theo cơ chế điều hòa ngược

Như vậy, hormone không chỉ do các tuyến nội tiết tiết ra mà còn có nguồn gốc từ những tuyến và cơ quan tổ chức khác Chẳng hạn, như từ các hạch thần kinh tiết các hormone thần kinh (vùng dưới đồi tiết oxytocin, vasopressin và 7 hormone giải phóng,

3 hormone ức chế sự hoạt động của tuyến yên) Hormone được tiết từ các cơ quan tổ chức cục bộ (hormone cục bộ) thường có tác dụng điều hòa chức năng của chính cơ quan tổ chức cục bộ đó (ví dụ tế bào nội tiết nằm ở tá tràng tiết secretin điều hòa sự tiết dịch tụy, tế bào nội tiết ở hạ vị tiết gastin điều hòa tiết dịch vị của dạ dày, somatostatin

do tuyến tụy tiết ra để điều hòa sự tiết insulin và glucagon của tuyến tụy )

Cần phân biệt hormone với các chất sau đây: pheromone được tiết ra ngoài cơ thể gây ảnh hưởng cho các cá thể cùng loài; chất truyền dẫn thần kinh (neurotransmitter) tác động ở synap Sự khác nhau giữa các lớp chất điều hòa này dường như không rõ ràng Các catecholamine như epinephrine và norepinephrine có cả hai chức năng dẫn truyền thần kinh và hormone, tùy thuộc vào vị trí tổng hợp và tiết ra chúng

Điều hòa ngược là sự ảnh hưởng của hormone hoặc các chất kích thích, ức chế tiết hormone đến sự tăng hay ức chế tiết hormone đó để duy trì ổn định nồng độ, duy trì chức năng sinh lý bình thường Chẳng hạn, insulin là hormone của tuyến tụy tiết và đổ thẳng vào máu có tác dụng gây giảm đường huyết Khi đường huyết giảm thì đây lại là nhân tố

ức chế tiết insulin làm hàm lượng đường huyết ổn định hoặc tăng lên Sự tăng đường huyết này lại là yếu tố kích thích tuyến tụy tăng tiết insulin và đường huyết giảm xuống

1.1.3 Đặc tính sinh học của hormone

- Hormone không có tính đặc trưng cho loài, hormone của loài này có tác dụng cho các loài động vật khác loài

Chẳng hạn, huyết thanh ngựa chửa có thể gây động dục cho trâu, bò, lợn, chó Hormone nhau thai người HCG (Human Chorionic Gonadotropin) có khả năng kích thích giải phóng tinh trùng ra lỗ huyệt ở ếch, làm chín sớm các bao noãn thỏ và các gia súc cái khác Chất nghiền tuyến yên cá chép chứa GSH (Gonadotropin Stimulating Hormone) có tác dụng thúc đẻ trứng đối với các loài cá khác như cá trắm, mè, rô phi

- Hormone là chất có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng ở nồng độ rất thấp (10-10-10-12 mol/lít đối với hormone thuộc nhóm protein; 10-6-10-9 mol/lít đối với các hormone thuộc nhóm steroid và hormone tuyến giáp nên đơn vị thường dùng là

 = 1/1.000g, nmol hoặc picomol hoặc UI (đơn vị quốc tế) hay đơn vị sinh vật như đơn

vị chuột, đơn vị thỏ với trọng lượng nhất định để định lượng hormone Ví dụ, adrenalin

có thể gây co tim ếch với nồng độ 10-7g, hay 1g insulin có thể gây giảm đường huyết cho 125.000 con thỏ

- Đa số hormone có tác dụng đặc hiệu với cơ quan đích và với một chức năng xác định Chẳng hạn, FSH của tuyến yên chỉ tác động lên bao noãn; insulin làm giảm đường huyết; secretin thúc đẩy sự tiết dịch tụy Nguyên nhân là do ở cơ quan đích (hay cơ quan tiếp nhận sự tác dụng) có receptor (thụ cảm đặc hiệu) chỉ có thể tiếp nhận hormone tương ứng Chẳng hạn, hormone estrogen của buồng trứng sẽ theo máu đi khắp cơ thể nhưng chỉ đến niêm mạc đường sinh dục cái mới có thụ thể đặc biệt tiếp nhận và phát huy tác dụng Cơ quan đích là nơi hormone đến và phát huy tác dụng Một hormone có thể tác động đến một hay nhiều cơ quan đích Khi phát hiện ra receptor trên màng hay trong tế bào chất, tế bào đích được coi là tế bào có hormone gắn vào receptor và thể hiện một đáp ứng nhất định

- Các hormone thường có tác dụng qua lại với nhau, hiệp đồng hoặc đối kháng, bởi vậy hoạt động của các tuyến nội tiết được điều tiết một cách hài hòa nhờ cơ chế thần kinh - thể dịch

Hormone có tác động hiệp đồng như estrogen của buồng trứng là làm tăng tính mẫn cảm của cơ trơn tử cung cùng với oxytocin

Hormone có tác động đối kháng là adrenalin, glucagon làm tăng đường huyết, trong khi đó insulin lại làm giảm đường huyết

- Hormone có thể được tiết theo nhịp sinh học (chu kỳ), theo ngày đêm (cortisol sáng tiết nhiều, chiều tiết ít); có thể tiết theo chu kỳ tính như estrogen và theo mùa như thyroxin được tiết nhiều vào mùa đông và tiết ít vào mùa hè

1.1.4 Phân loại hormone

Trên cơ sở cấu tạo, đặc tính lý hóa và nguồn gốc của hormone có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau

a Căn cứ vào nơi bài tiết và nơi tác dụng của hormone

Dựa vào nơi bài tiết và nơi tác dụng, người ta chia các hormone thành hai nhóm là: hormone chung (general hormone) hay một số tài liệu còn gọi là hormone cổ điển (classic hormone) và hormone cục bộ hay còn gọi là hormone tại chỗ (local hormone)

- Hormone chung hay hormone cổ điển là hormone của các tuyến nội tiết, được tế bào nội tiết tổng hợp tiết và đổ thẳng vào máu, rồi theo máu đi đến các cơ quan, các mô khác để phát huy tác dụng Các hormone chính của các tuyến nội tiết gồm có:

Hormone vùng dưới đồi: tiết các hormone giải phóng (RH: releasing hormone) và các hormone ức chế (IH: inhibiting hormone) để điều khiển hoạt động của các tuyến nội tiết thông qua tuyến yên Ngoài ra, vùng dưới đồi còn tiết oxytocin và vasopressin (hay còn gọi là hormone chống lợi niệu (ADH: antidiuretic hormone)

Thùy trước tuyến yên: tiết hormone sinh trưởng (GH: growth hormone hay STH: Somatotropin Hormone); kích vỏ thượng thận tố (ACTH: adrenocorticotropic hormone); kích giáp trạng tố (TSH: thyroid-stimulating hormone); kích dục tố (hay còn gọi là Glutathione, có ký hiệu GSH: gonadotropin stimulating hormone) bao gồm kích nãn tố (FSH: follicle-stimulating hormone) và kích hoàng thể tố (LH: luteinizing hormone) và kích nhũ tố (prolactin)

Tuyến giáp tiết T3, T4, calcitonin;

Tuyến cận giáp tiết parathyroid hormone (PTH);

Tuyến tụy tiết insulin, glucagon;

Tuyến vỏ thượng thận tiết cortisol, aldosteron, glucocorticoid;

Tuyến tủy thượng thận tiết adrenalin, noradrenalin;

Buồng trứng tiết estrogen, progesteron;

Noãn nang tiết inhibin;

Tử cung tiết prostaglandin;

Tinh hoàn tiết testosteron;

Nhau thai tiết prolan A, prolan B, estrogen, progestron, relaxin

- Các hormone do các tuyến nội tiết tiết ra lại được chia làm hai nhóm khác nhau: Nhóm tác dụng lên hầu hết các mô trong cơ thể như hormone sinh trưởng của tuyến yên, T3 và T4 của tuyến giáp trạng, cortisol của miền vỏ tuyến thượng thận, insulin của tuyến tụy nội tiết

Một nhóm khác là những hormone chỉ tác dụng đặc hiệu lên một mô hoặc lên một

cơ quan nào đó như ACTH chỉ tác dụng lên miền vỏ tuyến thượng thận, TSH chỉ tác dụng lên tuyến giáp, FSH, LH chỉ tác dụng lên buồng trứng hay dịch hoàn Các mô hoặc các cơ quan chịu tác dụng đặc hiệu của loại hormone này được gọi là mô đích hoặc cơ quan đích

- Một quan điểm khác cho các chất tác dụng tới tế bào cận kề (gọi là paracrine hormone) hay chất tác động ngay tại tế bào đã sản sinh ra nó (autocrine hormone hay hormone cục bộ) Hormone tại chỗ là những hormone do một loại tế bào hoặc một nhóm tế bào bài tiết vào máu hoặc dịch cơ thể, sau đó được máu đưa tới các tế bào khác

ở gần nơi bài tiết để gây tác dụng sinh lý

Gastrin do tế bào G ở niêm mạc hạ vị tiết ra, nó vào máu rồi tới kích thích tuyến

dạ dày để làm tăng tiết dịch vị

Secretin do các tế bào S ở niêm mạc tá tràng tiết ra, đi vào máu rồi tới kích thích tuyến tụy làm tăng tiết dịch tụy loãng

Pancreozymin do tế bào nội tiết nằm ở tá tràng tiết ra gây tăng tiết dịch tụy

Ngoài ra còn nhiều hormone tại chỗ khác như: cholecystokinin từ tế bào nội tiết của niêm mạc ruột non làm tăng tiết dịch mật và dịch tụy có nhiều enzyme tiêu hóa, prostaglandin là sản phẩm tiết của hầu hết các mô trong cơ thể, có tác dụng giãn mạch (cũng có lúc co mạch) và làm tăng tính thấm của mao mạch

b Căn cứ vào tính tan của hormone

Nếu dựa vào tính tan, các hormone được chia thành hai nhóm chính, nhóm hòa tan trong nước (adrenalin và noradrenalin) và nhóm hòa tan trong dung môi chất béo (như hormone thyroxin) Các hormone tan trong nước thường được gắn với receptor màng tác dụng theo cơ chế hormone - màng, làm hình thành nên chất thông tin nội bào

để gây ra các hiệu ứng trong tế bào đích Hormone steroid và hormone tuyến giáp thường tương tác với receptor nội bào và chính phức hợp hormone-receptor đóng vai trò

là chất thông tin nội bào

c Căn cứ cấu tạo của hormone

Nếu dựa vào bản chất cấu tạo hóa học có thể chia hormone thành 4 nhóm chính, gồm nhóm hormone có bản chất là các dẫn xuất của axít amin, nhóm peptit, protein, nhóm steroid và nhóm dẫn xuất của axít béo

- Nhóm hormone có bản chất là dẫn xuất của axít amin

Hormone nhóm này có cấu trúc đơn giản nên được tổng hợp nhanh hơn so với các hormone khác Hormone có bản chất là dẫn xuất của axít amin tyrosine như các hormone tuyến giáp (thyroxin, thuộc nhóm hòa tan trong lipit) và các hormone miền tủy tuyến thượng thận (adrenalin và noradrenalin, thuộc nhóm hormone hòa tan trong nước)

- Nhóm hormone có bản chất là peptit hoặc protein

Hormone có cấu trúc từ 3 đến 400 axít amin được tổng hợp ở lưới nội chất nguyên sinh và thường được tổng hợp dưới dạng tiền hormone (pro-hormone) Các hormone nhóm này có khả năng hòa tan trong nước và được tác dụng theo cơ chế hormone - màng Các hormone nhóm này gồm những hormone của vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến cận giáp trạng, nhiều hormone thần kinh và hầu hết các hormone cục bộ Ví dụ, oxytocin và vasopressin là 2 hormone vùng dưới đồi cấu tạo là một peptit ngắn có 9 axít

amin Hormone là chuỗi polypetit như insulin có 2 mạch (mạch α có 21 axít amin; mạch

β có 30 axít amin) Hormone là protein như hormone sinh trưởng của thùy trước tuyến yên chứa 188 axít amin

- Nhóm hormone là steroid

Nhóm hormone steroid là các hormone mà trong cấu tạo hóa học có nhân cyclopentane perhydro phenanthrene (cấu trúc gồm 3 vòng 6 cạnh và 1 vòng 5 cạnh) (Hình 1.2.) Hormone nhóm steroid được tổng hợp từ cholesterol dưới sự xúc tác của hệ men nội bào, bao gồm các hormone miền vỏ thượng thận (cocticosterol, cortisol), các hormone sinh dục (estrogen, progesteron và testosteron) Ngoài ra, còn có calcitriol là hợp chất chuyển hóa vitamin D3 được tổng hợp ở thận Phần lớn hormone nhóm này được tiết ra dưới dạng hoạt động trực tiếp, trừ testosteron được tiết dưới dạng tiền hormone (sản phẩm hoạt động là dihydrotestosteron)

Khi vào trong máu thường ở dạng kết hợp với protein vận chuyển đặc hiệu Khi đến cơ quan đích tác dụng theo cơ chế hormone-gene thông qua việc kết hợp với receptor đặc hiệu ở nhân qua đó ảnh hưởng trực tiếp lên ADN của tế bào đích Chính vì vậy, khi tác dụng tới các cơ quan trong cơ thể, nhóm hormone này cần nhiều thời gian hơn so với tác dụng của hormone nhóm dẫn xuất axít amin

Hình 1.2 Cấu tạo nhân hormone nhóm steroid

- Nhóm hormone eicosanoid

Hormone nhóm eicosanoid là những dẫn xuất của axít arachidonic, một axít béo không no có 20 nguyên tử cacbon, có nhiều nối đôi Nhóm này là những chất không bền vững, không tan trong nước, thuộc nhóm hormone cục bộ và thường có tác dụng tại chỗ, gần kề

Nhóm hormone eicosanoid có prostaglandin là hormone do tuyến tiền liệt (ở con đực), nội mạc tử cung (đối với con cái) và ở một số mô bào khác tiết ra Trong cấu trúc

có 20 nguyên tử cacbon có tác dụng kích thích co cơ trơn và gây thoái hóa thể vàng ở con cái Ngoài ra còn có một số hormone khác như leukotriene (do bạch cầu tiết) có tác dụng gây co phế quản; thromboxan do tiểu cầu và các mô khác như phổi, lách, não tiết

ra có tác dụng điều hòa đông máu, co mạch, co phế quản

Trên cơ sở hiểu biết về cấu tạo, bản chất hóa học của hormone có thể khuyến cáo các con đường đưa hormone vào cơ thể động vật Hormone có bản chất là protein, dẫn xuất protein có thể đưa vào cơ thể bằng đường tiêm (có thể tiêm dưới da hoặc tiêm bắp

hoặc tiêm tĩnh mạch) Đối với hormone thuộc nhóm steroid có thể sử dụng bằng đường

ăn, uống hoặc tiêm tùy thuộc vào dạng bào chế Còn hormone có bản chất là dẫn xuất của axít béo có thể đưa vào cơ thể thông qua đường ăn, uống hoặc tiêm dưới da

1.1.5 Dự trữ và bài tiết hormone

Các hormone có bản chất là protein, polypeptit và peptit được tạo thành ở mạng lưới nội bào của tế bào tuyến Lúc đầu chúng là những phân tử lớn gọi là tiền hormone, sau đó các protein lớn này được cắt ngắn đi, tạo thành các phân tử protein nhỏ hơn gọi

là prohormone Các phân tử prohormone được chuyển tới bộ máy golgi và ở đây, chúng được cắt nhỏ hơn nữa để tạo thành hormone cuối cùng Bộ máy golgi thường chứa hormone vào các túi bài tiết hay hạt bài tiết Các túi này được dự trữ trong bào tương của tế bào tuyến Khi có kích thích đặc hiệu (tín hiệu thần kinh hay thể dịch) các hormone sẽ được bài tiết vào máu

Các hormone có bản chất là dẫn xuất của axít amin là các hormone của tuyến giáp

và tủy thượng thận đều được tổng hợp từ axít amin tyrosine, nhưng dưới tác dụng của

hệ thống enzyme khác nhau có trong tế bào mỗi tuyến và cách dự trữ mà sự bài tiết các hormone cũng không giống nhau Hai hormone adrenalin và noradrenalin của tủy thượng thận, sau khi được tổng hợp, chúng được chứa trong các túi nhỏ cho đến khi được bài tiết vào máu Các hormone T3 và T4 của tuyến giáp, sau khi tổng hợp chúng được đưa vào lòng nang tuyến giáp, rồi gắn với phân tử protein lớn là thyroglobin và được dự trữ ở đó Khi các hormone tuyến giáp được bài tiết, hệ thống enzyme đặc hiệu trong tế bào nang giáp sẽ phân cắt phần thyroglobin và giải phóng T3 và T4 vào máu

Bảng 1.1 Thời gian bán thải của một số hormone

Tên hormone Thời gian bán thải Tên hormone Thời gian bán thải Adrenalin 10 giây Prolactin 12 phút

Noradrenalin 15 giây ACTH 15-25 phút

ADH và oxytocin <1 phút LH 15-45 phút

Nguồn: Lê Văn Sơn và cs (2007)

Các hormone có bản chất là steroid được tổng hợp trong tế bào vỏ thượng thận, tinh hoàn, và buồng trứng, thường chỉ được dự trữ một lượng rất nhỏ dưới dạng hormone, còn phần lớn là các tiền chất (như cholesterol và các dạng trung gian giữa cholesterol và hormone cuối cùng) Khi có các kích thích đặc hiệu, các enzyme trong tế bào sẽ chuyển các tiền chất này thành dạng hormone cuối cùng và bài tiết chúng vào máu

Do cách dự trữ và bài tiết hormone không giống nhau, nên thời gian bài tiết hormone sau kích thích và thời gian xuất hiện tác dụng đầu tiên của các hormone cũng

khác nhau Một số hormone như adrenalin, noradrenalin được bài tiết vào máu chỉ sau vài giây khi có kích thích và chúng phát huy tác dụng đầy đủ trong vài chục giây đến vài phút Một số hormone khác như T3, T4 của tuyến giáp hay GH của tuyến yên, sau khi bài tiết vào máu cần vài giờ, thậm chí vài ngày mới phát huy tác dụng đầu tiên và phải sau vài tuần đến vài tháng mới thể hiện tác dụng đầy đủ

Nồng độ hormone trong máu tuần hoàn thường rất nhỏ, từ vài picrogam tới vài microgam trong 1ml máu Thời gian bán thải của các hormone cũng rất khác nhau (Bảng 1.1)

1.1.6 Chất tiếp nhận hormone tại tế bào đích (Receptor)

Các hormone dù có bản chất gì đều có đặc điểm là không tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học ở bên trong tế bào, mà ảnh hưởng lên tế bào đích bằng cách gắn vào chất tiếp nhận (receptor thường gọi là thụ thể) ở bề mặt hoặc ở bên trong tế bào Khi phức hợp hormone-receptor được tạo thành sẽ hoạt hóa hệ enzyme đặc hiệu và phát động một chuỗi phản ứng hóa học ở bên trong tế bào, mà phản ứng sau bao giờ cũng mạnh hơn phản ứng trước Điều đó làm cho một kích thích của hormone ban đầu rất nhỏ cũng gây được hiệu quả cuối cùng rất lớn

Mỗi tế bào có hàng ngàn receptor, chúng đều là những phân tử protein có khối lượng phân tử lớn Cũng như các protein khác, các receptor liên tục bị thoái hóa, bất hoạt rồi được tổng hợp hoặc hoạt hóa trở lại, nghĩa là nồng độ và hoạt tính của receptor

có thể được điều hòa (tăng, giảm) bởi sự kết hợp của hormone với receptor

Trong một số trường hợp, sự kết hợp của hormone với receptor làm giảm số lượng receptor ở tế bào đích, người ta gọi là điều hòa làm giảm lượng receptor Trường hợp này, tính nhạy cảm của tế bào đích với hormone bị giảm Ví dụ: insulin máu tăng trong chứng béo phì sẽ kéo theo giảm số lượng thụ thể với chất này Ngược lại, khi hormone gắn với receptor lại làm tăng số lượng receptor ở tế bào đích, người ta gọi là kiểu điều hòa làm tăng số lượng receptor Lúc đó, tế bào đích nhạy cảm hơn đối với tác dụng của hormone Ví dụ, estrogen kích thích làm tăng số lượng receptor ở tế bào bài tiết LH và FSH của tuyến yên Ngày nay, người ta áp dụng kỹ thuật xác định tình trạng các thụ thể hormone trong chẩn đoán và theo dõi điều trị các bệnh nội tiết

Mỗi loại receptor thường có tính đặc hiệu cao với một hormone Như vậy, hormone có tác dụng đặc hiệu lên tế bào đích, là do tế bào đích chứa receptor đặc hiệu tiếp nhận hormone đó

Các receptor ở tế bào đích tiếp nhận các hormone khác nhau có thể ở các vị trí sau: trên bề mặt hoặc trong màng tế bào có các receptor đặc hiệu với hormone có bản chất là protein, peptit Ở trong bào tương có tác receptor đặc hiệu với các hormone steroid Ở trong nhân tế bào có các receptor đặc hiệu với hormone T3, T4 của tuyến giáp

Số lượng các receptor ở tế bào đích có thể thay đổi từng ngày, thậm chí từng phút bởi vì các phân tử protein receptor tự nó có thể bị bất hoạt hoặc bị phá hủy trong quá

trình hoạt động Nhưng rồi chúng lại có thể được hoạt hóa trở lại hoặc hình thành các phân tử mới nhờ cơ chế tổng hợp protein trong tế bào

1.1.7 Cơ chế tác dụng của hormone

Giải thích cơ chế chủ yếu là mô tả tác dụng của hormone với trao đổi chất thông qua chức năng cụ thể tiêu hóa, hô hấp và tim mạch Chẳng hạn, khi nói cơ chế tác động của adrenalin chỉ mô tả tác dụng làm cho tim đập nhanh, còn axetylcolin làm tim đập chậm hay Insulin làm giảm đường huyết, còn glucagon lại làm tăng đường huyết Ảnh hưởng điều hòa đến hoạt động cơ năng của một số cơ quan bộ phận hoặc giữa tuyến các tuyến nội tiết với nhau Ví dụ, adrenalin làm tăng nhịp tim, ADH làm tăng tái hấp thu nước ở ống thận nhỏ ACTH của tuyến yên có tác dụng tới cơ năng của

vỏ thượng thận và kích thích vỏ thượng thận tiết cortisol

Ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng, phát dục của của mô bào Ví dụ, STH của thuỳ trước tuyến yên làm tăng sự sinh trưởng của cơ thể nói chung, đặc biệt đối với mô cơ xương TSH thúc đẩy phát dục của mô bào tuyến giáp trạng

Ảnh hưởng đến hoạt động sinh dục của cơ thể, biểu hiện cụ thể của hướng tác động này là vai trò của estrogen và androgene đối với đặc tính sinh dục thứ cấp của con cái và của con đực

Ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của cơ thể Ví dụ, adrenalin gây hồi hộp, estrogen gây hiện tượng động dục của gia súc cái

Tuy nhiên, hiện nay có những quan điểm mới về cơ chế tác động của hormone như:

- Sự tiếp nhận hormone ở tế bào đích

Các hormone di chuyển trong máu đến mọi cơ quan, song mỗi hormone chỉ tác động tới một số cơ quan hay tế bào nhất định Do mỗi hormone khi đến tế bào đích sẽ được nhận biết bởi một receptor đặc trưng riêng của nó

Hormone có trong dịch ngoại bào với nồng độ rất thấp, thấp hơn nhiều so với các phân tử có cấu trúc tương tự (các axít amin, peptit, protein) Bởi vậy, các tế bào đích không chỉ phải nhận biết nồng độ thấp của các hormone khác nhau, mà còn phân biệt từng hormone và các chất khác với nồng độ hàng nghìn, hàng tỷ lần cao hơn Khả năng nhận biết, phân biệt ở mức độ cao này được các receptor thực hiện Ở tế bào đích, hormone được gắn một cách chọn lọc vào receptor đặc hiệu riêng của mình Sự liên kết hormone với receptor đặc hiệu là bước đầu tiên trong quá trình khuếch đại tín hiệu hormone Các receptor của hormone polypeptit hay steroid đều có bản chất là protein và có ít nhất hai vùng chức năng là vùng nhận biết gắn hormone và vùng liên kết sản sinh tín hiệu

để nối liền sự tiếp nhận hormone với một hiệu ứng sinh học nhất định Vì vậy, receptor có hai chức năng là liên kết và truyền tín hiệu Chức năng hai mặt này là sự khác biệt giữa receptor và protein vận chuyển (gắn hormone nhưng không phát tín hiệu)

Receptor có thể cư trú ở màng sinh chất hay trong tế bào chất Do vậy, sự liên kết hay truyền tín hiệu thường diễn ra bằng hai cách Các hormone có bản chất là

polypeptit, protein và các catecholamine thường được gắn với receptor trên màng sinh chất, hình thành nên chất thông tin nội bào còn gọi là chất truyền tin thứ 2 để điều hòa các phản ứng khác nhau trong tế bào đích nhờ sự thay đổi hoạt tính của các enzyme Các hormone steroid và hormone tuyến giáp thường tương tác với các receptor nội bào

và chính phức hợp Hor-Rec đóng vai trò là chất truyền tin thứ 2

- Các chất truyền tin thứ hai

+ AMP vòng (AMPc): Nhiều sự truyền tín hiệu liên quan đến hoạt động của Receptor trên màng, protein và adenylate cyclase, kích thích hoặc ức chế sự tổng hợp AMPc trong tế bào Nhiều quá trình sinh hóa trong tế bào được kiểm soát bởi nồng độ AMPc AMPc còn có thể ảnh hưởng đến sao chép gene khi gắn vào protein CREB (AMPc respone element binding protein), phức hợp này điều khiển sự phiên mã của các gene, bao gồm cả gene mã hóa cho receptor

+ GMP vòng (GMPc): Nitric oxide kích thích sự tổng hợp GMPc Nhiều tế bào có chứa proteinkinase được hoạt hóa bởi GMPc, giống như các enzyme được AMPc hoạt hóa (có hai tiểu phần xúc tác và điều hòa)

+ Ion canxi (Ca+2) được coi là một thông tin viên thứ hai Nhiều tế bào phản ứng với các kích thích bên ngoài bằng cách thay đổi nồng độ Ca+2 nội bào Sự thay đổi nồng

độ Ca+2

sẽ tự gây nên các thay đổi hóa sinh hoặc nhờ tương tác của Ca+2 với calmodulin Nồng độ Ca+2 được kiểm soát bởi các thông tin viên thứ hai, kể cả AMPc + Phosphoinositide/Diacylglycerol: Nồng độ ion canxi nội bào cũng có thể tăng khi Ca+2 được giải phóng từ các kho dự trữ nội bào Quá trình này được điều khiển bởi

hệ thống phosphoinositide Trong hệ thống này, hormone kích thích phản ứng thủy phân phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) tạo ra hai chất thông tin viên thứ 2 là inositol triphosphate (IP3) và diacylglycerol (DAG)

Khi hormone gắn vào receptor đặc hiệu ở tế bào đích sẽ làm cho receptor được hoạt hóa và tự nó thay đổi cấu trúc và chức năng Từ đó dẫn đến nhiều thay đổi khác nhau trong tế bào Ví dụ như thay đổi tính thấm của màng tế bào, hoạt hóa hệ enzyme trong tế bào hay hoạt hóa hệ gene trong nhân tế bào tùy theo vị trí mà hormone gắn vào receptor Tùy vào bản chất hóa học của hormone và vị trí gắn của hormone với receptor

sẽ xảy ra trên màng, trong bào tương hoặc trong nhân tế bào, do đó chúng cũng có những con đường tác động khác nhau

a Cơ chế hormone - màng

Khi hormone đến cơ quan đích, tiếp xúc với tế bào đích và phát huy tác dụng thông qua receptor trên bề mặt màng tế bào Hầu hết các hormone có bản chất là protein, peptit, dẫn xuất của axít amin khi đến tế bào đích đều gắn với các receptor nằm ngay trên màng tế bào và phát huy tác dụng theo cơ chế hormone - màng

* Cơ chế tác dụng thông qua chất truyền tin thứ hai là AMP vòng

Theo cơ chế này, hormone đến gắn với receptor đặc hiệu trên màng tế bào đích, từ

đó mà tạo ra AMPc trong tế bào AMPc là chất truyền tin thứ hai, sau khi được tạo

thành sẽ gây ra tất cả các tác dụng của hormone trong tế bào Do vậy, người ta thường gọi cơ chế này là cơ chế tác dụng của hormone thông qua AMP vòng

ATP Adenosine 3’, 5’ - monophosphate(AMP vòng)

Hình 1.3 Phản ứng tạo AMP vòng

AMPc (cycle 3', 5'-AMP) là nucleotide có trong tế bào chất của nhiều tế bào, hình thành từ AMP nhờ xúc tác của enzyme adenylate cyclase, đóng vai trò mấu chốt trong tác động của nhiều hormone Nồng độ AMPc tăng hay giảm nhờ tác động của nhiều hormone và tác dụng này khác nhau ở các mô bào khác nhau Ví dụ, adrenalin làm tăng đáng kể nồng độ AMPc ở tế bào cơ hơn là ở gan, glucagon thì ngược lại

Ngày nay, người ta đã xác định rằng, trong cấu trúc của receptor với hormone ở màng tế bào có một loại chất trung gian, đó là protein G (một loại protein gắn với guanyl nucleotide) Có hai loại protein G, protein Gs (protein G kích thích) và protein Gi (protein

G ức chế) Adenylate cyclase có mặt ở trong của màng sinh chất, được hoạt hóa qua protein Gs sẽ xúc tác cho phản ứng tạo AMPc từ ATP khi có mặt ion Mg2+ Nồng độ AMP thay đổi sẽ gây ra các hiệu ứng sinh học khác nhau trong tế bào đích Khi hormone hoạt hóa (Hs) gắn với receptor kích thích (Rs), protein Gs được kích hoạt Gs hoạt hóa adenylate cyclase, còn Gi ức chế enzyme này, AMPc hoạt hóa enzyme protein kinase phụ thuộc AMPc, kết quả là các protein trong tế bào được phosphoryl hóa

Sau khi gắn với receptor trên màng tế bào, phức hợp hormone-receptor sẽ hoạt hóa một enzyme nằm trên màng tế bào là adenylcyclase Sau khi được hoạt hóa, enzyme này lập tức xúc tác phản ứng tạo ra các phân tử cycle 3', 5’-AMP từ các phân tử ATP Phản ứng này xảy ra ở bào tương Sau khi được tạo thành, ngay lập tức AMP vòng hoạt hóa một chuỗi các enzyme khác theo kiểu dây truyền Ví dụ enzyme thứ nhất sau khi được hoạt hóa sẽ hoạt hóa tiếp enzyme thứ hai, rồi enzyme thứ hai lại hoạt hóa enzyme thứ ba, cứ thế tiếp tục enzyme thứ tư, thứ năm Với kiểu tác động như vậy, chỉ cần một lượng rất nhỏ hormone tác động trên bề mặt tế bào đích cũng đủ gây ra một động lực hoạt hóa mạnh cho toàn tế bào Hệ thống enzyme đáp ứng với AMP vòng ở tế bào đích

có thể khác nhau ở tế bào này với tế bào khác, nhưng chúng có cùng một họ chung là proteinkinase Các tác dụng mà hormone gây ra ở tế bào đích có thể là tăng tính thấm của màng tế bào, tăng tổng hợp protein, tăng bài tiết, co hoặc giãn cơ

Như vậy, những biến đổi trong tế bào theo tác dụng của hormone chính là do AMP vòng gây ra Do đó, người ta gọi hormone là chất truyền tin thứ nhất (first messenger), còn AMP vòng là chất truyền tin thứ hai (second messenger)

Các hormone tác dụng tại tế bào đích thông qua AMP vòng bao gồm: ACTH, TSH, LH, FSH, vasopressin, glucagon, catecholamin, secretin và hấu hết các hormone giải phóng của vùng dưới đồi

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 ở gan thành glucose đưa vào máu Đầu tiên hormone (adrenalin, glucagon) được coi là chất thông tin thứ nhất hoạt hóa enzyme adenylcyclase trên mặt màng tế bào Adenylcylclase hoạt hóa khuếch đại thông tin vào bào tương chuyển ATP thành AMP vòng AMP vòng được coi là chất thông tin thứ 2 tác động trực tiếp lên trao đổi đường bằng cách hoạt hóa enzyme kinase Enzyme này chuyển men phosphorylase b (dạng không hoạt động) thành phosphorylase a (dạng hoạt động) Phosphorylase a dạng hoạt động sẽ xúc tác phân giải glycogen thành G-l-P và sau đó là G-6-P Dưới tác dụng của men G-6-phophatase; G-6-P được chuyển thành glucose

Tác dụng tiêu mỡ của một số hormone như lipocain, thyroxin liều cao chính là thông qua vai trò của AMPc Do lipit muốn phân giải thành glycerin và axít béo phải có

sự xúc tác của men triglycerid -lipase Men này được hoạt hóa bởi AMPc

Trong một số trường hợp, cũng cần dùng đến những chất đối kháng, làm giảm lượng AMPc, thí dụ 1 vài chứng choáng (sốc) làm tiêu nhanh lipit có thể gây ức chế hô hấp mô bào Lúc này cho thở oxygen nguyên chất chưa đủ mà phải tìm cách giảm lượng AMPc trong cơ thể bằng cách tiêm các chất đối kháng với nó như axít nicotinic, prostaglandin

* Cơ chế tác dụng thông qua chất truyền tin thứ hai là ion canxi

Trong một số trường hợp, hormone hoặc chất truyền tin gắn với receptor trên màng tế bào đích sẽ tác động gây mở kênh ion canxi và ion canxi được vận chuyển vào bào tương bên trong tế bào

Trong bào tương của tế bào có protein chuyên vận chuyển canxi được gọi là calmodulin, có trọng lượng phân tử là 16.700 dalton Trên phân tử của protein vận chuyển này có 4 vị trí để gắn với ion Ca2+ Khi không gắn với ion Ca2+, calmodulin không hoạt động Khi có 3 trong 4 vị trí được gắn với Ca2+ thì calmodulin được hoạt hóa và gây nên một loạt tác dụng trong tế bào tương tự như tác dụng của AMPc, tuy nhiên phản ứng dây chuyền hoạt hóa một loạt enzyme khác với các enzyme do AMPc hoạt hóa

Bình thường, ion Ca2+

trong tế bào được chứa trong các ty lạp thể và lưới nội chất Nồng độ ion Ca2+ tự do trong bào tương rất thấp, vào khoảng 10-8-10-7 mol/l (thấp hơn ngoài tế bào khoảng 10.000 lần), không đủ để hoạt hóa calmodulin Khi có kích thích làm thay đổi điện thế màng tế bào (hay lưới nội chất), hoặc hormone gắn vào receptor ở màng tế bào đích, thông qua sự hoạt động của protein G đặc hiệu làm

mở các kênh ion Ca2+ Ion Ca2+ được vận chuyển vào trong tế bào hoặc được giải phóng từ lưới nội chất, từ ty lạp thể làm tăng nồng độ ion Ca2+ nội bào tới 10-6-10-5mol/l đủ để hoạt hóa calmodulin

Trong bào tương, ion Ca2+

gắn với calmodulin Phức hợp calmodulin-Ca2+ có thể tương tác với nhiều loại enzyme nội bào (các enzyme phụ thuộc vào ion Ca2+

mà đại diện là proteinkinase C) và hoạt hóa chúng, gây ra một chuỗi phản ứng sinh học trong tế bào, tương tự như tác dụng của AMP vòng

Hình 1.4 Cơ chế tác dụng thông qua ion canxi và calmodulin

Một trong những tác dụng đặc hiệu của phức hợp calmodulin-Ca2+ là làm hoạt hóa enzyme myosinkinase, là enzyme xúc tác cho sự phosphoryl hóa myosine của cơ trơn, làm co cơ trơn Calmodulin-Ca2+

cũng có vai trò quan trọng trong việc phân chia tế bào

* Cơ chế tác dụng thông qua chất truyền tin thứ hai là các “mảnh” phospholipit màng

Một số hormone khi gắn với receptor xuyên màng trên màng tế bào đích thông qua hoạt động của protein G đặc hiệu làm hoạt hóa enzyme phospholipase C có ở phần trong của thụ thể Enzyme này xúc tác cho sự biến đổi một số phospholipit màng thành các phân tử nhỏ hơn có tác dụng như chất truyền tin thứ hai

Các “mảnh” phospholipit màng quan trọng nhất đó là phosphatidyl-inositol 4,5- biphosphate (PIP2) Dưới tác dụng của phospholipase C, PIP2 bị phân hủy thành inotisol 1, 4, 5-triphosphate (IP3) và diacylglycerol (DAG) là hai sản phẩm quan trọng nhất đóng vai trò của chất truyền tin thứ hai

Inositotriphosphate có tác dụng giải phóng ion Ca2+ từ lưới nội chất và ty lạp thể Ion Ca2+ gắn với calmodulin và phát huy tác dụng của chất truyền tin thứ hai

Diacylglycerol sau khi được tạo thành sẽ hoạt hóa proteinkinase C Enzyme này thuộc loại các enzyme phosphoryl hóa phụ thuộc vào ion Ca2+ Do đó ion Ca2+

được giải phóng từ lưới nội chất và ty lạp thể dưới tác dụng của inositol triphosphate càng làm tăng hoạt hóa proteinkinase C Proteinkinase C có trong nhiều tế bào của các tổ chức khác nhau, có vai trò quan trọng phosphoryl hóa các protein nội bào và gây ra nhiều đáp ứng sinh học của tế bào

Hình 1.5 Cơ chế tác dụng thông qua chất truyền tin thứ hai là các “mảnh” phospholipit màng

b Cơ chế hormone-gene

Cơ chế điều hòa di truyền của hormone trong sinh tổng hợp protein qua con đường hormone gene là một vấn đề lý thú, đang lôi cuốn nhiều nhà sinh học Cơ chế tác dụng của các hormone làm hoạt hóa hệ gene trong nhân tế bào (hay cơ chế tác động lên sinh tổng hợp protein) Có những vấn đề đã được giải quyết nhưng cũng còn nhiều vấn

đề đang ở còn giai đoạn giả thuyết

Đa số hormone thuộc nhóm steroid khi đến tế bào đích phát huy tác dụng thông qua hệ receptor trong tế bào chất hoặc trong nhân, ảnh hưởng đến hệ gene điều hòa tổng hợp protein trong nhân tế bào Các hormone tác dụng theo cơ chế này có khả năng hòa tan trong chất béo

Khi tiêm estrogen cho chuột cái sẽ kích thích tăng sinh tử cung hay tiêm cho gà mái sẽ làm tăng sinh ống dẫn trứng Điều này chứng tỏ hormone estrogen này đã làm tăng tổng hợp protein Một ví dụ khác, STH hay hormone sinh trưởng là hormone làm tăng cường quá trình tổng hợp protein thông qua gene của các tế bào đích điều khiển

Để tiến hành sinh tổng hợp protein, trước tiên xoắn kép ADN phải tách đôi mới truyền được mật mã tổng hợp cho ARN thông tin Trên xoắn kép dài ADN có những gene cấu trúc SG1, SG2, SG3… Mỗi bên cấu trúc giữ một mật mã riêng Gene cấu trúc chỉ hoạt động khi gene vận hành O (operator) mở Gene vận hành còn được gọi là gene khởi

động, gene này chịu sự chi phối của gene điều khiển RG (regulator gen) Nó điều khiển bằng cách sản sinh chất ức chế R (gọi là chất điều hành) Chất này có 2 đầu: một đầu R vô hoạt và đầu kia là R’ hoạt động Mới đây người ta còn tìm ra giữa gene khởi động O và gene điều khiển RG còn có gene tiền khởi động P (Promotor) có ảnh hưởng đến gene O quan đó điều hoàn sự sản sinh ARN polymerase

Hormone có vai trò trong việc mở hoặc khóa như trên bằng cách bám vào đầu R' (mở gene) hoặc đầu R (khóa gene) của chất điều hành để cho phép hay không, quá trình sinh tổng hợp protein thực hiện Khi hormone bám vào đầu R (hoạt động) thì chất điều hành này không ức chế được đến O (mở gene), ARN polymerase từ đến tiền khởi động

P có thể qua O mà vào các gene cấu trúc SG (structure gene), có như vậy xoắn kép ADN mới được tách đôi và truyền mật mã cho sự tổng hợp ARN thông tin nhằm chuyển mật mã đến riboxom để tiến hành sinh tổng hợp protein

+ Cơ chế tác động của hormone tuyến giáp T3 và T4: Sau khi khuếch tán vào bào tương, rồi vào nhân tế bào, hai hormone này gắn trực tiếp với receptor đặc hiệu liên kết với ADN của nhiễm sắc thể Khi đó, một đoạn gene trên ADN được hoạt hóa nó sẽ thúc đẩy sự sao chép gene, dẫn tới sự tổng hợp nhiều loại enzyme trong tế bào đích Các enzyme mới được tạo thành này chủ yếu là enzyme thúc đẩy quá trình chuyển hóa của hầu hết các tế bào trong cơ thể

Mỗi loại hormone có khả năng kết hợp đặc hiệu với một receptor trên ADN, do đó

nó sẽ gây cảm ứng tổng hợp lên các ARNm khác nhau Do cách tác động như trên, các hormone tác dụng theo cơ chế hoạt hóa hệ gene trong tế bào gây tác động chậm hơn so với các hormone có cơ chế tác dụng thông qua chất truyền tin thứ hai, nhưng tác động của chúng được duy trì kéo dài Ví dụ, tác dụng của các steroid xuất hiện thường chậm sau 45 phút hoặc vài giờ và tác dụng của chúng có thể kéo dài trong nhiều giờ

Khi hormone bám vào đầu R (vô hoạt) thì nó ức chế gene O (khóa gene) Quá trình sinh tổng hợp protein không xảy ra được

Các hormone steroid và hormone tuyến giáp có phân tử nhỏ, không ưa nước, được vận chuyển trong máu đến các tế bào đích dưới dạng liên kết với protein Có thể kể vài loại protein vận chuyển các chất steroid như: transcortin (là một globulin gắn corticosteroid), protein gắn androgen (androgen-binding protein), protein gắn hormone sinh dục (sex hormone -binding protein) và albumin Khi đến tế bào đích, hormone tách khỏi protein vận chuyển và thẩm thấu qua màng vào trong tế bào

Các hormone có khả năng hòa tan trong lipit (lipophile) này qua màng sinh chất của mọi tế bào, song receptor đặc hiệu của chúng chỉ có trong tế bào đích Chúng được các receptor nội bào tiếp nhận và ảnh hưởng đến sự biểu hiện gene

Sau khi hormone gắn với receptor đặc hiệu trong tế bào chất, phức hợp hormone- receptor trải qua quá trình hoạt hóa (thay đổi kích thước, cấu hình và diện tích bề mặt), vào nhân (nếu receptor ở tế bào chất), phức hợp hormone - receptor sau đó gắn với một vùng đặc hiệu trên ADN gọi là đoạn đáp ứng hormone (HRE - Hormone Response Elements), làm hoạt hóa (trong đa số các trường hợp) hay ức chế gene Quá trình sao

chép gene và tổng hợp ARNm ảnh hưởng đến sự biểu hiện gene (sinh tổng hợp protein trong tế bào), làm thay đổi lượng protein (có thể là enzyme) được tổng hợp, gây ra các hiệu ứng sinh học khác nhau ở tế bào đích

Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp protein dưới sự ảnh hưởng của hormone

Ghi chú: RG: Regulator gene (gen điều hành); P: Promotor (tiền khởi động); O: Operator (khởi động); R: Regulator (chất điều hành); SG: Structure gene (gen cấu trúc)

1.1.8 Cơ chế điều hòa bài tiết hormone

Hoạt động bài tiết hormone của các tuyến nội tiết được điều hòa bởi nhiều yếu tố, thực hiện theo cơ chế thần kinh - thể dịch Sự bài tiết hormone được điều hòa theo hai chiều, trước hết là chiều từ vùng dưới đồi đến tuyến yên, tuyến đích hoặc tế bào đích, chiều ngược lại gọi là sự điều hòa ngược từ tuyến đích quay lại tuyến yên, vùng dưới đồi Trong các cơ chế trên thì cơ chế điều hòa ngược âm tính là quan trọng nhất, nó xảy

ra rất nhanh, nhạy để duy trì nồng độ luôn ổn định của hormone, giúp cho cơ thể giữ được tính thích ứng cao khi sống trong điều kiện môi trường luôn thay đổi

Ngoài ra, sự tiết hormone còn chịu sự điều hòa theo nhịp sinh học và chịu tác động của một số chất truyền dẫn thần kinh (neurotransmitters)

a Điều hòa theo hệ thống dưới đồi - tuyến yên - tuyến đích

Vùng dưới đồi (hypothalamus) là cầu nối giữa thần kinh và thể dịch, vừa là một trung tâm thần kinh, có chức năng thần kinh và chức năng nội tiết điều hòa hoạt động nội tiết của cơ thể thông qua điều hòa hoạt động của tuyến yên

Sự điều hòa hoạt động tuyến yên thông qua các polypeptit được bài tiết từ các nhân thần kinh di chuyển xuống tuyến yên Nếu các hormone vùng dưới đồi theo hệ mạch cửa xuống thuỳ trước tuyến yên được gọi là hormone hướng thuỳ trước, nếu theo sợi trục xuống thuỳ sau thì gọi là hormone hướng thuỳ sau

P R

ARNm

Bảng 1.2 Các hormone của vùng dưới đồi

Hormone hướng thuỳ trước

TRH (Thyrotropin Releasing Hormone): yếu tố

giải phóng thyroxin

Kích thích tuyến yên tiết kích giáp trạng tố (TSH)

SRH (Somatotropin Releasing Hormone): yếu

tố giải phóng hormone sinh trưởng

Kích thích tuyến yên tiết hormone sinh trưởng (STH hay GH)

SIH (Somatotropin Inhibiting Hormone): yếu tố

ức chế tiết hormone sinh trưởng Ức chế tuyến yên tiết hormone sinh trưởng

GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone):

yếu tố giải phóng hormone sinh dục Kích thích tuyến yên tiết kích dục tố GSH (LH và FSH) PRH (Prolactin Releasing Hormone): yếu tố

giải phóng prolactin Kích thích tuyến yên tiết Prolacti

PIH (Prolactin Inhibiting Hormone): yếu tố ức

chế tiết prolactin

Ức chế tuyến yên tiết prolactin

CRH (Corticotropin Releasing Hormone): yếu

tố giải phóng kích vỏ thượng thận tố

Kích thích tuyến yên tiết ACTH ảnh hưởng gián tiếp đến vỏ thượng thận

Hormone hướng thuỳ sau

Oxytocin Co bóp cơ trơn đường sinh dục cái nói chung, đặc biệt

tử cung, ống dẫn trứng, tuyến vú Vasopressin (ADH) Chống lợi niệu

Hormone hướng thuỳ giữa tuyến yên

MRH (Melanocyte Releasing Hormone): yếu tố

giải phóng kích hắc tố Kích thích tuyến yên tiết kích hắc tố (MSH)

MIH (Melanocyte Inhibiting Hormone): yếu tố

ức chế tiết kích hắc tố Ức chế tuyến yên tiết kích hắc tố

Hormone vùng dưới đồi được chia thành 2 nhóm: Nhóm các yếu tố giải phóng RH

và nhóm các yếu tố ức chế IH Nhóm các yếu tố giải phóng có tác dụng tăng cường hoạt động nội tiết thông qua kích thích tuyến yên tiết các hormone tương ứng Ngược lại, nhóm các yếu tố ức chế lại ức chế hoạt động nội tiết thông qua việc ức chế tiết các hormone tương ứng từ tuyến yên

Do cách điều hòa như vậy, tuyến yên được coi là tuyến chỉ huy, vùng dưới đồi được xem là cầu nối giữa hệ thần kinh với hệ nội tiết Những yếu tố của môi trường bên trong (nội môi) và từ môi trường bên ngoài (ngoại môi) tác động vào cơ thể trước hết được hệ thần kinh tiếp nhận và phản ứng Từ các phần khác nhau của não bộ, thông tin được truyền tới vùng dưới đồi, qua đây rồi ảnh hưởng lên hoạt động của hệ nội tiết Lượng hormone trong máu luôn ổn định, nếu nhiều quá hay ít quá đều dẫn đến rối loạn nội tiết (ưu năng hay nhược năng tuyến nội tiết) Chính vì vậy, nồng độ hormone trong máu luôn được điều hòa để ổn định thông qua cơ chế điều hòa ngược (âm tính hoặc dương tính), trong đó Hypothalamus là cầu nối giữa thần kinh và thể dịch nên đóng vai trò trung tâm Sau khi nhận thông tin từ thần kinh, hypothalamus sẽ tiết ra các hormone có tác dụng điều hòa sự hoạt động của tuyến yên và thông qua tuyến yên điều khiển hệ nội

tiết của cơ thể Chính vì vậy, Hypothalamus được ví như “nhạc trưởng” điều hòa hoạt động của hệ nội tiết chứ không phải là tuyến yên như quan niệm trước đây

Cơ chế điều hòa ngược đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi Khi hormone tuyến đích tiết vào máu tăng thì nó sẽ ức chế bài tiết đồng thời hormone tiền yên và hormone vùng dưới đồi tương ứng (TSH, ACTH, GSH và SRH, CRH, GnRH) Ngược lại, khi hormone tuyến đích giảm thì nó sẽ kích thích bài tiết hormone tiền yên và hormone hypothalamus tương ứng

Hình 1.7 Sơ đồ điều tiết nội tiết của vùng dưới đồi (Hypothalamus)

b Cơ chế điều hòa ngược

Điều hòa ngược của các tuyến nội tiết nghĩa là khi nồng độ của hormone tuyến đích tăng hay giảm sẽ tác động làm giảm hay tăng sự tiết hormone của tuyến chỉ huy Điều hòa ngược được chia thành điều hòa ngược âm tính và điều hòa ngược dương tính

* Điều hòa ngược âm tính

Điều hòa ngược âm tính là hình thức điều hòa xảy ra khi mà nồng độ hormone của tuyến đích giảm, nó sẽ kích thích tuyến chỉ huy tăng tiết nhiều chất điều hành, làm cho tuyến đích cũng tăng tiết hormone, giúp ổn định nồng độ hormone của tuyến đích Ngược lại, khi nồng độ hormone tuyến đích tăng nó sẽ gây kích thích ngược âm tính, làm tuyến chỉ huy giảm tiết hormone, từ đó làm giảm tiết hormone tuyến đích, lập lại cân bằng hormone

Ví dụ: (1) Khi nồng độ T3 - T4 giảm thì ngay lập tức nó gây kích thích ngược lên vùng dưới đồi tăng tiết TRH kích thích tuyến yên tiết TSH Hai hormone này sẽ kích thích tuyến giáp tăng cường tiết hormone để đưa nồng độ T3 và T4 quay trở lại mức bình thường (2) Sau khi có nang trứng phát triển thành thục, noãn nang tiết inhibin gây giảm

tiết FSH và LH, ức chế sự phát triển của nang trứng, từ đó điều hòa số lượng trứng rụng trong một chu kỳ

Rối loạn cơ chế điều hòa ngược âm tính sẽ dẫn tới rối loạn hoạt động của hệ thống nội tiết Trong điều trị các bệnh rối loạn hoạt động của hệ nội tiết, nếu không lưu ý đến đặc điểm này thì có thể dẫn từ rối loạn này sang rối loạn khác Điều hòa ngược âm tính cũng là kiểu điều hòa thường gặp trong cơ chế tự điều hòa hoạt động của nhiều quá trình sinh lý diễn ra ở mức tế bào, cơ quan và hệ thống cơ quan trong cơ thể

* Điều hòa ngược dương tính

Trong một số trường hợp, khi nồng độ hormone tuyến đích tăng, lại gây kích thích làm tuyến chỉ huy tăng tiết hormone, do đó làm tăng cường bài tiết hormone tuyến đích hơn nữa Đây là biểu hiện điều hòa ngược dương tính Trong điều kiện bình thường, kiểu điều hòa ngược dương tính ít gặp, nó chỉ xảy ra trong những thời điểm ngắn nhất định, sau đó lại trở về kiểu điều hòa ngược âm tính

Ví dụ: (1) Khi cơ thể bị stress, kiểm tra sẽ thấy nồng độ ACTH và cortisol đều cao hơn khi không bị stress Như vậy, điều hòa ngược dương tính không làm ổn định nồng

độ hormone mà còn làm tăng hiện tượng mất ổn định Tuy nhiên, điều này lại có ý nghĩa bảo vệ cơ thể (2) Trong chu kỳ tính, dưới tác dụng của FSH và LH của thùy trước tuyến yên, các nang trứng phát triển mạnh, tế bào hạt tăng tiết estrogen Vào thời điểm khoảng 1-2 ngày trước khi trứng rụng, nồng độ estrogen tăng cao đã gây tác dụng điều hòa ngược dương tính đối với tuyến yên, làm cho tuyến yên tăng tiết cả FSH và

LH Đặc biệt, sự gia tăng bài tiết LH đột ngột gây rụng trứng Nhưng sau đó, ở cuối giai đoạn động dục, sự tăng cao nồng độ estrogen lại có tác dụng điều hòa ngược âm tính tới tuyến yên, làm giảm bài tiết FSH và LH

Cơ chế điều hòa ngược dương tính ít xảy ra nhưng nó rất cần thiết bởi liên quan tới những hiện tượng mang tính sống còn của cơ thể như đề kháng stress, chống lạnh hoặc gây rụng trứng Tuy nhiên, kiểu điều hòa này thường xảy ra trong thời gian ngắn, sau đó lại trở lại kiểu điều hòa ngược âm tính thông thường Nếu kéo dài thì chắc chắn dẫn tới tình trạng bệnh lý

Sự điều hòa ngược của nồng độ hormone tuyến đích được thực hiện theo ba mức khác nhau

- Nồng độ hormone tuyến đích thay đổi, tác động lên thùy trước tuyến yên và vùng dưới đồi, làm thay đổi sự bài tiết hormone của chúng gọi là điều hòa ngược vòng dài (long feed-back) (1)

- Nồng độ hormone thùy trước tuyến yên thay đổi, tác động lên vùng dưới đồi làm thay đổi sự bài tiết RH và IH của vùng này, gọi là điều hòa ngược vòng ngắn (short feed-back) (2)

- Khi thay đổi nồng độ các hormone RH hoặc IH sẽ tác động trực tiếp lên chính tế bào thần kinh vùng dưới đồi sản xuất ra nó, làm thay đổi hoạt động bài tiết của các tế bào này, gọi là điều hòa ngược vòng cực ngắn (ultrashort feed-back) (3)

1.1.9 Các phương pháp định lượng hormone

Hormone có mặt trong máu với hàm lượng rất nhỏ được tính bằng nanogam/1 ml máu (10-9g) hoặc picrogam (10-12g) Bởi vậy, khó có thể sử dụng các phương pháp định lượng hóa học thông thường để đo hàm lượng hormone trong máu

Trong vòng 30 năm trở lại đây, dựa trên sự tiến bộ của công nghệ phân tích, các phương pháp miễn dịch có độ nhạy, độ đặc hiệu cao như phương pháp miễn dịch phóng

xạ (radio immuno assay - RIA) và phương pháp miễn dịch enzyme (enzyme immuno assay - EIA) thường được dùng để nhận diện và bán định lượng hormone

Ngoài hai phương pháp trên, người ta cũng sử dụng các phương pháp khác như đo

độ thanh thải hormone, phương pháp đo mức chế tiết hormone

a Phương pháp định lượng miễn dịch phóng xạ (RIA)

Nguyên tắc chung của phương pháp định lượng miễn dịch phóng xạ là dựa trên sự cạnh tranh gắn nối giữa hormone cần định lượng trong máu và hormone đánh dấu phóng xạ với kháng thể đặc hiệu Mức độ gắn của hai loại hormone này với kháng thể đặc hiệu phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của chúng Đo phức hợp hormone gắn đồng vị phóng xạ với kháng thể đặc hiệu bằng máy đếm phóng xạ rồi dựa vào đường cong chuẩn, ta có thể tính được lượng hormone trong mẫu nghiên cứu

Bằng phương pháp miễn dịch phóng xạ, ngày nay người ta có thể định lượng được hàng trăm mẫu một lúc với kết quả nhanh và chính xác

b Phương pháp định lượng miễn dịch enzyme (EIA)

Phương pháp cạnh tranh, có nguyên lý tương tự phương pháp RIA, nhưng chất chỉ điểm của phương pháp này là enzyme thay cho chất hormone phóng xạ Kỹ thuật sử dụng nhiều nhất của phương pháp này là “định lượng hấp phụ miễm dịch gắn enzyme” (enzyme linked immuno assay-ELISA)

Nguyên tắc của phương pháp này là kháng thể đặc hiệu với các hormone ở trong máu được phát hiện bởi kháng thể đặc hiệu loài gắn enzyme (conjugate) trên đĩa nhựa polyethylene có gắn kháng nguyên hòa tan Conjugate liên kết với phức hợp kháng nguyên - kháng thể và tạo phản ứng sinh màu với cơ chất

c Phương pháp đo hệ số thanh thải hormone

Có hai yếu tố làm tăng hoặc giảm nồng độ hormone đó là tốc độ bài tiết hormone vào máu và tốc độ đào thải hormone khỏi máu (qua đường mật hoặc đường nước tiểu) Tốc độ lọc hormone khỏi máu gọi là hệ số thanh thải hormone Độ thanh thải hormone

là số mililit huyết tương được lọc sạch hormone trong một phút và nó được đo bằng cách đo lượng hormone được lấy ra khỏi huyết tương trong một phút (a); Đo nồng độ hormone có trong một mililit huyết tương (b) Vậy hệ số thanh thải hormone (C) được tính theo công thức: C = a/b

1.2 SINH LÝ CÁC TUYẾN NỘI TIẾT

1.2.1 Chức năng của vùng dưới đồi

Vùng dưới đồi (hypothalamus) là cấu trúc thuộc não trung gian, được cấu tạo từ các tế bào thần kinh và thần kinh nội tiết Vùng dưới đồi là nơi quy tụ tất cả các con đường cảm giác khác nhau Vì vậy, tất cả các tác nhân kích thích từ bên ngoài và bên trong cơ thể (kể cả những tác động tâm lý) đều có thể ảnh hưởng lên vùng dưới đồi Vùng dưới đồi không đơn thuần là nơi nhận các luồng xung động thần kinh từ nơi khác đến mà còn nhận kích thích trực tiếp của các yếu tố thể dịch và có nhiều mối liên

hệ với các cấu trúc thuộc hệ thần kinh trung ương (như đồi não, thể lưới và vỏ não)

Tế bào vùng dưới đồi vừa có chức năng là tế bào thần kinh, lại vừa có chức năng

là tế bào nội tiết, chúng cấu tạo thành các nhóm nhân Có rất nhiều cách chia nhóm nhân vùng dưới đồi như: nhóm nhân trước (nhân bụng), nhóm nhân ở đường gữa, nhóm nhân bên và nhóm nhân sau Với tính chất phức tạp của các nhân vùng dưới đồi, cho nên đơn giản nhất là người ta chia thành các nhóm nhân đặc hiệu (liên quan đến chức năng nội tiết là sản xuất ra các neurohormone) và các nhóm nhân không đặc hiệu (liên quan đến các chức năng khác)

Vùng dưới đồi có những chức năng cơ bản sau đây:

Trung khu thần kinh thực vật cao cấp: Phần trước là trung khu phó giao cảm; phần sau là trung khu giao cảm; các nhóm nhân ở giữa là trung khu dinh dưỡng, chuyển hóa

và điều nhiệt

Trung khu thức và ngủ: Phần dưới cùng với tổ chức lưới đảm bảo trạng thái thức tỉnh của vỏ não, thông qua cơ chế hoạt hóa Phần trên cùng với phần trước thị thị đảm bảo trạng thái ngủ thông qua cơ chế ức chế (ngắt mạch) đối với xung thần kinh hoạt hóa

vỏ não

Trung khu hành vi và cảm xúc bản năng: Vùng dưới đồi liên quan với thể vân và các nhân vận động dưới vỏ tạo ra hành vi có liên quan với bản năng dinh dưỡng (ăn uống), sinh dục và tự vệ (chạy trốn, tấn công) Trong đó có khu vực là trung khu cảm xúc dương tính (khoái cảm), có khu vực là trung khu cảm xúc âm tính (khó chịu)

Trung khu thần kinh nội tiết: Vùng dưới có chức năng nội tiết là sản xuất ra các neurohormone Nội dung được đề cập tới ở phần dưới đây là chức năng nội tiết của vùng dưới đồi Các chức năng khác sẽ đề cập tới ở phần chức năng của hệ thần kinh trung ương

a Các hormone vùng dưới đồi

* Các tế bào thần kinh - nội tiết vùng dưới đồi

Các tế bào thần kinh - nội tiết vùng dưới đồi được sắp xếp thành những nhóm nhân Mỗi nhóm này sản xuất ra một hormone khác nhau (Hình 1.8)

Các tế bào thần kinh - nội tiết vùng dưới đồi được phát triển từ các tế bào màng ống nội tủy (ependymoma) Do có quá trình phân chia các tế bào màng ống nội tủy rồi

biệt hóa, phát triển để thực hiện chức năng chế tiết hormone Quá trình này phải trải qua nhiều giai đoạn và cứ sau mỗi chu kỳ hoạt động hoặc khi bị kích thích hoạt động quá mạnh, các tế bào thần kinh - nội tiết sẽ ngừng hoạt động và bị thoái hóa

Hình 1.8 Mối quan hệ giữa vùng dưới đồi và tuyến yên thông qua thần kinh và mạch máu

Nguồn tế bào dự trữ để thay thế cho các tế bào thần kinh - nội tiết vùng dưới đồi

là các tế bào được phân chia từ các tế bào màng ống nội tủy trong các giải não thất III Trong nhiều trường hợp, các tế bào thần kinh - nội tiết bị thoái hóa mà không được bổ sung kịp thời hoặc nguồn tế bào bổ sung bị cạn kiệt dần trong quá trình sống Khi đó, cơ thể sẽ thiếu hụt các hormone vùng dưới đồi và cơ thể bị suy giảm khả năng tham gia vào quá trình điều hòa phản ứng thích nghi chung Đó là một phản ứng quan trọng nhất của trục dưới đồi - tuyến yên - tuyến thượng thận

* Các hormone giải phóng và ức chế vùng dưới đồi

Các tế bào thần kinh - nội tiết vùng dưới đồi có thân nằm trong các nhóm nhân khác nhau, còn phần tận cùng của các tế bào này ở vùng lồi giữa, phần thấp của vùng dưới đồi, có khả năng tiết chế các hormone giải phóng RH và các hormone ức chế IH Các RH và IH được sản xuất ở thân tế bào rồi được vận chuyến đến vùng lồi giữa Tại đây, chúng được ngấm trực tiếp vào máu ở hệ mao quản thứ nhất Lưới mao quản này trở ra bề mặt tập trung lại thành một mạch Mạch này chạy dọc theo cuống tuyến yên rồi lại tỏa ra thành hệ mao mạch thứ hai để cung cấp máu cho thùy trước tuyến yên Chính các RH và IH đã kích thích hay ức chế sự hoạt động của các tế bào nội tiết ở thuỳ trước tuyến yên

- Hormone giải phóng GH (STH): GRH (gonadotropin releasing hormone) do nhân ventromedialis sản xuất, bản chất là polypeptit có 44 axít amin

GRH có tác dụng kích thích tế bào thùy trước tuyến yên tăng tổng hợp và tăng bài tiết GH vào hệ tuần hoàn

- Hormone giải phóng ACTH: CRH (corticotropin releasing hormone) do nhân ventromedialis sản xuất; có bản chất hóa học là polypeptit có 41 axít amin

CRH có tác dụng kích thích tế bào thùy trước tuyến yên tăng tổng hợp và tăng bài tiết ACTH vào hệ tuần hoàn

- Hormone giải phóng TSH: TRH (thyreotropin releasing hormone) do nhân ventromedialis, suprachiasmatis và arcuatis sản xuất, có bản chất hóa học là tripeptit (glu-his-pro)

TRH có tác dụng kích thích tế bào thùy trước tuyến yên tăng tổng hợp và tăng bài tiết TSH vào hệ tuần hoàn

- Hormone giải phóng MSH: MRH (melanocyte releasing hormone); do nhân supraopticus sản xuất, bản chất hóa học là peptit có 5 axít amin

MRH có tác dụng kích thích tế bào thùy trước tuyến yên tăng tổng hợp và tăng bài tiết MSH vào hệ tuần hoàn

- Hormone giải phóng FSH và LH: GnRH (gonadotropin releasing hormone) do nhân ventromedialis, arcuatis, suprachiasmatis và ventrome-diodorsalis sản xuất, có bản chất hóa là peptit có 10 axít amin

GnRH có tác dụng kích thích tế bào thùy trước tuyến yên tăng tổng hợp và tăng bài tiết FSH và LH vào hệ tuần hoàn GnRH bài tiết theo nhịp khoảng 2-3 giờ một lần

và mỗi lần kéo dài hàng giờ

- Hormone giải phóng prolactin: PRH (prolactin releasing hormone) do nhân suprachiasmatis và preopticus sản xuất, bản chất hóa học chưa rõ, có thể là polypeptit PRH có tác dụng kích thích tế bào thùy trước tuyến yên tăng tổng hợp và tăng bài tiết prolactin vào hệ tuần hoàn

- Hormone ức chế GH: GIH (gonadototropin inhibiting hormone) do nhân supraopticus, paraventricularis và mediobasalis sản xuất, có bản chất hóa học là polypeptit có 44 axít amin

GIH có tác dụng ức chế tế bào thùy trước tuyến yên giảm tổng hợp và giảm bài tiết GH vào hệ tuần hoàn

- Hormone ức chế MSH: MIH (melanocyte inhibiting hormone) do nhân paraventricularis sản xuất, có bản chất hóa học là tripeptit

MIH có tác dụng ức chế tế bào thùy trước tuyến yên giảm tổng hợp và giảm bài tiết MSH vào hệ tuần hoàn

- Hormone ức chế prolactin: PIH (prolactin inhibiting hormone) do nhân bên preopticus sản xuất, bản chất hóa học chưa rõ, có thể là polypeptit

PIH có tác dụng ức chế tế bào thùy trước tuyến yên giảm tổng hợp và giảm bài tiết prolactin vào hệ tuần hoàn

* Các hormone khác

Ngoài các RH và IH, vùng dưới đồi còn bài tiết hai hormone là ADH (còn gọi là vasopressin) và oxytocin Hai hormone này được tổng hợp từ tế bào thần kinh - nội tiết vùng dưới đồi, rồi được vận chuyển theo sợi trục thần kinh đến dự trữ ở thùy sau tuyến yên Vì vậy, khi nghiên cứu người ta thường xếp chúng vào các hormone của thùy sau tuyến yên

b Sự liên hệ giữa vùng dưới đồi và tuyến yên

Vùng dưới đồi liên quan chặt chẽ với tuyến yên thông qua đường thần kinh và đường thể dịch (Hình 1.9)

Hình 1.9 Sơ đồ điều hòa nội tiết

- Đường thể dịch: Các RH và IH được bài tiết ở tận cùng các tế bào thần kinh - nội tiết nằm ở vùng lồi giữa mà thân tế bào nằm ở các nhân khác nhau của vùng dưới đồi, rồi theo hệ thống mạch quản đến kích thích hay ức chế sự tổng hợp và bài tiết các hormone thùy trước tuyến yên

- Đường thần kinh: Bó sợi thần kinh dưới đồi - tuyến yên là bó thần kinh gồm các sợi trục của các tế bào thần kinh - nội tiết nằm ở nhóm nhân trên thị và nhân cạnh thất Tận cùng của các sợi trục này nằm ở thùy sau tuyến yên Các hormone của hai nhóm nhân này, sau khi được tổng hợp sẽ vận chuyển theo sợi trục và dự trữ ở thùy sau tuyến yên Khi có luồng xung động kích thích tới vùng dưới đồi hoặc thùy sau tuyến yên thì đều làm tăng bài tiết hormone

Bằng hai con đường trên, vùng dưới đồi - tuyến yên tạo thành một hệ thống cấu trúc - chức năng có vai trò quan trọng trong sự điều hòa hoạt động của hệ nội tiết Trong điều khiển học, người ta coi vùng dưới đồi là bộ phát (generator) còn tuyến yên là bộ khuếch (amplifier)

1.2.2 Tuyến yên (Pituitary gland)

Tuyến yên (hypophyse hay pituitary gland) là tuyến nội tiết nhỏ nằm trong hố yên xương bướm, được nối với vùng dưới đồi bởi một cuống tạo nên vùng “dưới đồi - tuyến yên” có vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa nội tiết (Hình 1.10) Ở người, tuyến yên có khối lượng khoảng 0,5-1,0g Ở động vật, khối lượng của tuyến yên thay đổi tuỳ loài và theo mùa, trong thời gian có chửa tuyến nở to ra

Tuyến yên được cấu tạo từ 3 thuỳ: Thuỳ trước (thuỳ tuyến), thuỳ sau (thuỳ thần kinh) và thuỳ giữa Mạch quản bắt nguồn từ động mạch tuyến yên và tận cùng bằng mao quản Động mạch vào qua hai lần mao quản, hệ thống thứ nhất nhận chất tiết vùng dưới đồi vào hệ mao quản thứ cấp Hệ mao quản thứ 2 phân bố cho các tế bào tiết Hay nói cách khác, nhiệm vụ của mạch quản sơ cấp là tiếp nhận các hormone của hệ thống thần kinh từ vùng dưới đồi xuống Mạch quản thứ cấp phân phối các hormone phần dưới đồi cho các tế bào thuỳ trước tuyến yên

Hình 1.10 Vị trí tuyến yên

Nếu tách riêng tuyến yên khỏi vùng dưới đồi đem nuôi cấy thì tuyến yên không sản xuất hormone, nhưng khi cho vào dịch nuôi cấy một mảnh vùng dưới đồi thì tuyến yên sẽ tiết hormone do tác động RH của vùng dưới đồi

Hình 1.11 Đặc điểm giải phẫu tuyến yên

- Thuỳ trước tuyến yên: còn gọi là thuỳ tuyến Các tế bào thùy trước tuyến yên có khả năng sản xuất, bài tiết ra các hormone Người ta chia ra 3 loại tế bào tuyến khác nhau của thùy trước tuyến yên là alpha (α), beta (β) và gamma (γ) Tế bào α ái toan, chiếm 40% Tế bào β ái kiềm, chiếm 10% Tế bào γ không bắt màu chiếm 50%

- Thuỳ giữa tuyến yên: gồm những tổ chức gian chất

- Thuỳ sau tuyến yên: còn gọi là thuỳ thần kinh, được cấu tạo chủ yếu bởi các tế bào giống tế bào thần kinh đệm Những tế bào này không có khả năng chế tiết hormone

mà chỉ có chức năng như một cấu trúc hỗ trợ cho một lượng lớn các sợi trục và các tận cùng của sợi trục khu trú ở thùy sau tuyến yên Trong các đầu mút tận cùng của những sợi thần kinh này có các túi chứa hai hormone là ADH và oxytocin

Thần kinh và mạch máu chi phối tuyến yên:

Thần kinh có các sợi thần kinh chi phối tuyến yên xuất phát từ 3 nguồn:

- Sợi thần kinh giao cảm từ bó thần kinh giao cảm cổ Sợi này thông qua cuống tuyến yên theo động mạch vào tuyến yên phân bố đến cả thuỳ trước và thuỳ sau Nhiều người cho rằng chúng là thần kinh vận mạch chứ không phải là thần kinh tiết

- Sợi thần kinh phó giao cảm từ thần kinh mặt đến Sợi này sau khi đến tuyến yên cũng phân bố đến thuỳ trước và thuỳ sau Song tác dụng điều hòa của sợi này đến hoạt động tiết cũng rất ít

- Sợi xuất phát trực tiếp từ các nhân ở vùng dưới đồi (nhân bên, nhân trên thị) qua cuống tuyến yên đi xuống tuyến yên hình thành bó thần kinh vùng dưới đồi tuyến yên Chúng phân bố chủ yếu vào thuỳ sau, chỉ có một số sợi vào thuỳ giữa mà không vào thuỳ trước

Mạch máu: sự cung cấp máu cho thuỳ trước thì rất nhiều nhưng cho thuỳ sau thì rất ít Máu động mạch xuất phát từ động mạch cổ trong phân nhánh đến tuyến yên, còn máu tĩnh mạch thì từ tuyến yên đi ra trực tiếp đổ vào gần xoang màng não cứng

Trong tuyến yên còn có một hệ thống tĩnh mạch cửa (như ở gan, gọi là tĩnh mạch cửa tuyến yên) Chúng bắt nguồn từ vùng dưới đồi theo cuống tuyến yên đi xuống phân nhánh dày đặc đi vào thuỳ trước, hệ tĩnh mạch này có ý nghĩa quan trọng trong việc vận chuyển các yếu tố giải phóng RH từ vùng dưới đồi xuống thuỳ trước và thuỳ giữa để điều hòa hoạt động của thuỳ trước và thuỳ giữa

a Các hormone của thuỳ trước tuyến yên

Thuỳ trước tuyến yên có chức năng điều khiển các tuyến nội tiết khác qua trung gian của những kích tố hay còn gọi là những hormone kích thích Những kích tố thường

là những chuỗi peptit dài, gồm: kích vỏ thượng thận tố (ACTH), kích giáp trạng tố (TSH), hormone sinh trưởng (GH hay STH), kích dục tố (GSH) và prolactin

* Hormone sinh trưởng

- Chức năng sinh lý của hormone sinh trưởng

Hormone sinh trưởng (STH-somatotropin hormone) hay còn gọi là GH (growth hormone) có bản chất là một protein có từ 188 đến 191 axít amin, trong cấu trúc có hai

liên kết disulfur GH kích thích phát triển hầu hết các mô, vừa tăng cường kích thước tế bào vừa làm tăng quá trình phân chia tế bào qua đó làm cho cơ thể phát triển về kích thước và khối lượng Hormone này có hai chức năng sinh lý chính liên quan đến kích thích sinh trưởng và tác dụng lên quá trình chuyển hóa trong cơ thể:

+ Kích thích sự sinh trưởng và phát triển của cơ thể

Hormone sinh trưởng là hormone duy nhất không có tuyến đích hay cơ quan đích

cụ thể mà nó tác động lên toàn bộ các mô của cơ thể qua đó làm cơ thể lớn lên về kích thước và tăng về khối lượng

Hormone sinh trưởng có ảnh hưởng rõ đến mô xương và mô sụn thông qua quá trình cốt hóa xương Cụ thể, kích thích làm tăng chuyển hóa canxi, phospho và protein của xương và sụn qua đó kích thích phát triển sụn liên hợp, làm chậm cốt hóa sụn và tạo xương làm tăng chiều dài của các xương (như xương chi trước, xương chi sau ) Bên cạnh đó, hormone sinh trưởng còn làm tăng tạo xương, dày màng xương nên làm cho xương dày và chắc hơn Có tác dụng đặc biệt đối với các xương dẹt như xương sọ, xương hàm, xương sườn và các xương bàn chi

Cơ chế kích thích phát triển chiều dài của xương: GH kích thích phát triển sụn ở đầu xương dài thông qua việc tăng sự phát triển của mô sụn, sau đó mô sụn sẽ được chuyển thành mô xương mới do đó thân xương dài ra Phần thân xương này dần dần tự cốt hóa sao cho đến tuổi trưởng thành thì mô sụn ở đầu xương không còn nữa Như vậy,

GH kích thích cả sự phát triển mô sụn đầu xương và chiều dài xương, nhưng khi mà đầu xương hợp nhất với thân xương thì GH không có khả năng dài xương nữa

Trên toàn bộ cơ thể, GH phối hợp tác dụng phát triển của cơ thể với các hormone Thyroxin = T4 (tetra-iodothyronine), T3 = triiodothyronine và các hormone sinh dục, làm cho cơ thể phát triển hài hòa, cân đối

+ Tác dụng lên sự chuyển hóa:

Chuyển hóa protein: Thông qua cơ chế làm tăng đồng hóa protein ở mô bào, tạo cân bằng dương nitơ, thể hiện qua các quá trình sau đây: STH kích thích sự vận chuyển axít amin qua màng tế bào, tăng nồng độ axít amin nội bào, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tổng hợp protein, làm tăng quá trình quá trình sao chép ADN trong nhân tế bào, vì vậy làm tăng tổng hợp ARNm và làm tăng tổng hợp protein ở ribosom; STH làm tăng quá trình dịch mã ARNm, từ đó tăng tổng hợp protein (ngay cả khi nồng độ axít amin nội bào không tăng) và làm giảm quá trình thoái hóa protein và axít amin

Chuyển hóa gluxit: STH làm giảm sử dụng glucose cho mục đích sinh năng lượng

và làm tăng tổng hợp và dự trữ glycogen ở tế bào; STH làm giảm vận chuyển glucose vào tế bào và tăng nồng độ glucose trong máu do ức chế hexokinase dẫn đến ức chế quá trình chuyển từ glucose thành đường dự trữ (glycogen), tác dụng ngược chiều so với insulin, nên có thể gây tiểu đường sinh lý ở trẻ em nếu nồng độ GH trong máu của trẻ

em cao (GH làm tăng bài tiết insulin: nồng độ glucose trong máu tăng dưới tác dụng của

GH đã kích thích tuyến tụy nội tiết bài tiết insulin, đồng thời chính GH cũng có tác dụng kích thích trực tiếp lên tế bào beta của tuyến tụy)