Hormonien tuotantoa ja vapautumista säätelee ensisijaisesti negatiivinen palaute. Negatiivisessa palautejärjestelmässä ärsyke saa aikaan aineen vapautumisen; kun aine saavuttaa tietyn tason, se lähettää signaalin, joka pysäyttää aineen vapautumisen edelleen. Tällä tavoin hormonien pitoisuus veressä pysyy kapealla alueella. Esimerkiksi aivolisäkkeen etulohko antaa kilpirauhaselle signaalin kilpirauhashormonien vapauttamiseksi. Näiden hormonien lisääntyvät pitoisuudet veressä antavat sitten palautetta hypotalamukselle ja aivolisäkkeen etulohkolle, jotta ne estävät kilpirauhasen signaalin antamisen edelleen, kuten kuvassa 1 on esitetty. On olemassa kolme mekanismia, joilla hormonirauhasia stimuloidaan syntetisoimaan ja vapauttamaan hormoneja: humoraaliset ärsykkeet, hormonaaliset ärsykkeet ja neuraaliset ärsykkeet.
Kuva 1. Aivolisäkkeen etuosa stimuloi kilpirauhasta vapauttamaan kilpirauhashormoneja T3 ja T4. Näiden hormonien pitoisuuksien nousu veressä johtaa palautteeseen hypotalamukseen ja aivolisäkkeen etulohkoon, jotta ne estävät kilpirauhasen signalointia edelleen. (luotto: Mikael Häggströmin työn muokkaus)
Harjoituskysymys
Kilpirauhasen liikatoiminta on tila, jossa kilpirauhanen on yliaktiivinen. Hypotyreoosi on tila, jossa kilpirauhanen on aliaktiivinen. Mikä näistä tiloista on todennäköisimmin seuraavilla kahdella potilaalla?
- Potilas A:lla on oireita, joihin kuuluvat painonnousu, kylmäherkkyys, alhainen syke ja väsymys.
- Potilas B:llä on oireita, joihin kuuluvat laihtuminen, runsas hikoilu, kohonnut syke ja univaikeudet.
Humoraaliset ärsykkeet
Käsite ”humoraalinen” on johdettu termistä ”humor”, jolla viitataan kehon nesteisiin, kuten vereen. Humoraalisella ärsykkeellä tarkoitetaan hormonien vapautumisen ohjausta vastauksena solunulkoisten nesteiden, kuten veren, tai veren ionipitoisuuden muutoksiin. Esimerkiksi veren glukoosipitoisuuden nousu laukaisee haiman insuliinin vapautumisen. Insuliini saa aikaan veren glukoosipitoisuuden laskun, mikä antaa haimalle signaalin lopettaa insuliinin tuottaminen negatiivisessa takaisinkytkennässä.
Hormonaaliset ärsykkeet
Hormonaalisella ärsykkeellä tarkoitetaan hormonin vapautumista vasteena toiselle hormonille. Useat sisäeritysrauhaset vapauttavat hormoneja, kun niitä stimuloivat muiden sisäeritysrauhasten vapauttamat hormonit. Esimerkiksi hypotalamus tuottaa hormoneja, jotka stimuloivat aivolisäkkeen etuosaa. Aivolisäkkeen etuosa puolestaan vapauttaa hormoneja, jotka säätelevät muiden hormonirauhasten hormonituotantoa. Aivolisäkkeen etuosa vapauttaa kilpirauhasta stimuloivaa hormonia, joka sitten stimuloi kilpirauhasta tuottamaan hormoneja T3 ja T4. Kun T3:n ja T4:n pitoisuudet veressä nousevat, ne estävät sekä aivolisäkkeen että hypotalamuksen toimintaa negatiivisessa takaisinkytkentäkierrossa.
Neuraaliset ärsykkeet
Joskus hermosto ärsyttää suoraan sisäeritysrauhasia vapauttamaan hormoneja, mitä kutsutaan neuraalisiksi ärsykkeiksi. Muistutetaan, että lyhytaikaisessa stressireaktiossa hormonit adrenaliini ja noradrenaliini ovat tärkeitä, koska ne tuottavat elimistön tarvitsemia energiapurkauksia. Tässä sympaattisen hermoston neuronaalinen signalointi stimuloi suoraan lisämunuaisydintä vapauttamaan epinefriini- ja noradrenaliinihormoneja vastauksena stressiin.
Yhteenveto: Hormonituotannon säätely
Hormonitasoja ohjataan ensisijaisesti negatiivisen takaisinkytkennän avulla, jossa hormonin nousevat tasot estävät sen edelleen vapautumisen. Hormonien vapautumisen kolme mekanismia ovat humoraaliset ärsykkeet, hormonaaliset ärsykkeet ja neuraaliset ärsykkeet. Humoraalisilla ärsykkeillä tarkoitetaan hormonien vapautumisen ohjausta vastauksena solunulkoisen nesteen tai ionien määrän muutoksiin. Hormonaalisilla ärsykkeillä tarkoitetaan hormonien vapautumista vastauksena muiden hormonirauhasten vapauttamiin hormoneihin. Neuraalisilla ärsykkeillä tarkoitetaan hormonien vapautumista vastauksena hermostollisiin ärsykkeisiin.