Fysiologi - GH, IGF og Thyroidea-hormonerne Flashcards
Endokrinologi
Opgave 2 - Gl. Thyroidea
- Redegør kort for hvorledes gl. thyroidea hormonerne transporteres rundt i cirkulationen
- Ca. 99,98% af T4 i blodet transporteres bundet til plasmaproteiner: Tyroxine- bindingsglobulin (TBG), transthyretin, albumin altså er kun ca. 0,02% frit.
- Ca. 99,8% af total T3 er bundet til plasma proteiner TBG, transthyretin, albumin
Opgave 2 - Gl. Thyroidea
- Redegør kort for hvorledes gl.thyroida hormonerne udøver deres biologiske effekter i målcellerne
- Når T3 og T4 når deres målceller bliver hormonerne transporteret over plasmamembranen via en carriermedieret transport (eller ved simpel diffusion).
- Laurits: Hvis carriermedieret ⇒ via MCT8/10 (monocarboxylattransporters)
- I cytosolen omdannes T4 til T3 af deiodinase (5’/3’-monodeiodinase).
- T3 binder til thyroidhormonkernereceptoren (THR) som danner heterodimer kompleks med RXR og regulerer transkriptionen af målgener.
- F.eks. Na-K-pumpen, enzymer i elektrontransportkæden, myosin heavy chain, beta- adrenerge receptorer.
1. Angiv, hvorledes væksthormon og IGF1 er reguleret hos en 5-årig pige under normale fysiologiske forhold.
- Under normal fysiologiske forhold stimuleres væksthormon af growth hormon releasing hormon (GHRH) fra hypotahalmus, som stimulerer til syntese og sekretion af væksthormon fra de somatotrofe celler i adenohypofysen.
- Væksthormon stimulerer syntese og sekretion af IGF-1 i leveren.
- IGF1 virker negativt feedback hæmmende på hypothalamus sekretion af GHRH og af GH fra adenohypofysen og stimulerer sekretionen af somatostatin fra hypothalamus som hæmmer GH sekretionen.
- Væksthormon negativt feedbackhæmmer sekretionen af GHRH og stimulerer sekretionen af somatostatin fra hypothalamus.
2. Med udgangspunkt i casens værdier, beskriv kort hvorledes lægen kommer frem til, at pigen lider af en funktionsophævende mutation i væksthormonreceptoren.
- En funktionshæmmende mutation i væksthormon receptoren medfører, at til trods for tilstedeværelse af væksthormon ses der ingen af væksthormons effekter grundet den nedsatte funktion af væksthormon receptoren
- Dvs. hæmmet længdevækst og hæmmet IGF1 syntese og sekretion fra leveren.
3. Redegør kort for, hvorfor det er nødvendigt at tage et gennemsnit af flere blodprøver for at bestemme væksthormonkoncentrationen i serum.
- Væksthormonkoncentrationen varierer i løbet af døgnet og secerneres fra hypofysen pulsativt.
- Væksthormon sekretion øges ved søvn, faste, stress, fysisk aktivitet og hypoglykæmi.
- Væksthormon har en kort halveringstid (20 min).
4. Angiv, hvilke andre hormoner som bidrager til længdevæksten.
- Thyreoida hormoner, kønshormoner (ved pubertet) stimulerer til længdevækst.
- Cortisol virker væksthæmmende
Skjoldbruskkirtlen
Beskriv syntesen og sekretion af skjoldbruskkirtlens hormoner, T3 og T4.
- Iod optages fra kosten og transportres via blodet til skjoldbruskkirtlen.
- I skjoldbjuskkirtlens folikulæreceller optages jodid mod sin elektrokemiske gradient via Natrium-Iodid symporteren/co-transporter (NIS) (drevet af Na elektrokemiske gradient).
- Iodid secerneres til den kolloidholdige folikel lumen via pendrin-transporter.
- Folikelcellerne secernerer også thyroglobulin til folikel lumen ved exocytose.
- Thyroid peroixidase (TPO) på den apikale plasmamembran oxiderer ioidid (I- til I0) som binder til specifikke tyrosin aminosyre rester på thyroglobulin og MIT og diiodotyronin residue (DIT) dannes.
- MIT og DIT eller DIT og DIT kobles og danner henholdsvis T3 og T4 (også stimuleret af TPO).
- Ved TSH stimulering vil folikel cellerne optage kolloidmasse indeholdende ioderet thyroglobulin fra folikel lumen ved endocytose/pinocytose.
- De kolloidholdige vesikler vil fusionere med lysosomer hvorefter thyroglobulin bliver nedbrudt af proteaser og T3 og T4 frigives til cytosol og secerneres til cirkulationen (ca. 90 % som T4 og 10 % T3).
- Laurits: T3 og T4 udskilles til cirkulationen via transporteren MCT8 eller MCT10
Skjoldbruskkirtlen
Angiv om nedenstående udsagn er sande eller falske og begrund dit svar:
- a) T4 udgør ca. 50 % af den cirkulerende mængde af thyroidea hormoner
- b) Størstedelen af T4 og T3 findes frit i cirkulationen
- c) Når gl. thyroidea stimuleres af TSH mindskes kolloidmassen
- d) T4 er et steroidhormon
- e) Thyroidea hormoner sænker den perifære vaskulære modstand
- a): F, ca. 90 % består af T4
- b): F, stort set alt T4 og T3 er bundet til plasmaproteiner (tyroxine bindingsglobulin (TBG) transthyretin og albumin
- c): S: Når thyroideakirtlen stimuleres optages kolloidmassen ved pinocytose indeholdende ioderet tyroglobulin (“T3 og T4” - står overstreget i facit, se billede), altså mindskes kolloidmassen
- d): F: T4 består af 2 tyrosin-aminosyrer og 4 iodmolekyler
- e): S: Øget T3 og T4 øger varmeproduktionen pga afkobling af elektrontransportkæden i mitokondrierne. Dette fører til en øget vasodilatation af hudens arterioler og dermed et fald i den vaskulære perifære modstand
En 45-årig kvinde går til lægen pga. hovedpine, begyndende synsproblemer og tiltagende træthed. Hun fortæller, at hendes mand har observeret, at hendes stemme er blevet dybere. Adspurgt fortæller kvinden, at hun ikke har ændret sin diæt eller motionsvaner. Hun fortæller dog, at hun ikke længere kan passe flere af sine yndlingssko.
Lægen tager en blodprøve til bestemmelse af IGF-1 (insulin-like growth faktor 1).
IGF-1- koncentrationen i blodet bliver målt og sammenlignet med en referenceværdi (en pool blod fra patienter med fysiologisk niveau af IGF-1) ved hjælp af ELISA. Nedenstående kurve viser en standardkurve for IGF-1- koncentrationen bestemt ved ELISA. Her er absorbansen (y-aksen) bestemt for kendte koncentrationer af IGF-1 (x-aksen)
Absorbansen på referenceprøven måles til 1,5 og på kvindens prøve måles en absorbans på 2,2.
1. Redegør kort for, hvorfor lægen gerne vil bestemme patientens IGF1 koncentration i blodet.
Ud fra kvindens symptomer med dybere stemme(vækst af stemmelegemer), vækst af fødder, hovedpine og synsforstyrrelse leder mistanken hen mod akromegali med knoglefortykkelse og organvækst.
En 45-årig kvinde går til lægen pga. hovedpine, begyndende synsproblemer og tiltagende træthed. Hun fortæller, at hendes mand har observeret, at hendes stemme er blevet dybere. Adspurgt fortæller kvinden, at hun ikke har ændret sin diæt eller motionsvaner. Hun fortæller dog, at hun ikke længere kan passe flere af sine yndlingssko.
Lægen tager en blodprøve til bestemmelse af IGF-1 (insulin-like growth faktor 1).
IGF-1- koncentrationen i blodet bliver målt og sammenlignet med en referenceværdi (en pool blod fra patienter med fysiologisk niveau af IGF-1) ved hjælp af ELISA. Nedenstående kurve viser en standardkurve for IGF-1- koncentrationen bestemt ved ELISA. Her er absorbansen (y-aksen) bestemt for kendte koncentrationer af IGF-1 (x-aksen)
Absorbansen på referenceprøven måles til 1,5 og på kvindens prøve måles en absorbans på 2,2.
- Angiv den målte IGF-1 koncentration for referenceværdien og for kvindens blodprøve og redegør kort for, hvad kvinden kan lide af.
- Beskriv kort, hvilke andre hormoner lægen bør overveje at måle, og hvordan du forventer, at disse hormoner vil være påvirket.
- Referenceværdi:4000 pg/mL(normalområde: 2470-4820 pg/mL), Kvindens blodprøve bestemmes IGF-1 til ca. 5800 pg/mL – det tyder på at kvinden lider af akromegali pga. forøget IGF-1
- Lægen vil efterfølgende få målt GH som forventes at være forhøjet- er denne forhøjet skyldes det sandsynligt en adenom i adenohypofysen som forårsager øget GH sekretion. Andre adenohypofysehormoners sekretion bør også tjekkes (TSH, prolaktin, ACTH og LH og FSH). Kvindens symptomer tyder dog ikke på der er forstyrrelser i disse akser.
Redegør for, hvorfor lægen beder manden ophøre med sit lakridsindtag, og hvorledes dette kan føre til de ændrede værdier ved næste konsultation.
- Patienten indtager store mængder lakrids (som indeholder carbenoxolone) som hæmmer enzymet 11beta-hydroxysteroiddehydrogenase2 (11betaHSD2).
- Mineralokortikoidreceptoren (MR) har samme bindings affinitet for kortisol og aldosteron.
- I aldosterons målvæv findes enzymet 11bHSD2 som omdanner kortisol til kortisone, der ikke binder til MR.
- Når 11bHSD2 hæmmes bliver kortisol ikke omdannet til kortisone, dermed vil kortisol binde til MR receptoren og patienten udvikler pseudohyperaldosteronisme da kortisol findes i ca 100 gange højere koncentration end aldosteron.
- Dette medfører øget natrium retention, hypertension og hypokalæmi.
- Når indtagelses af lakrids ophøres vil 11bHSD2 ikke være hæmmet og vil omdanne kortisol til kortisone i aldosterons målceller derved normaliseres blodtrykket, de cirkulerende natrium - og kalium koncentrationer.
Væksthormon
Skitsér en kurve som viser plasma niveauet af væksthormon i løbet af 24 timer hos en ung mand og angiv 3 parametre som øger GH sekretione
Parametre som stimulerer væksthormon fra adenohypofysen:
- faste
- akut hypoglykæmi
- øget cirkulerende niveau af visse aminosyrer (arg og leu)
- emotionelt og fysisk stress.
Væksthormon
Redegør kort for væksthormon/IGF1s betydning for vækst under fosterudviklingen og ved puberteten
- Under den intrauterine vækst er sekretionen af væksthormon/IGF1 lav.
- I denne periode spiller væksthormon og IGF1 en mindre rolle, mens f.eks. IGF2 og insulin spiller en central rolle.
- Under 2. vækstperiode (puberteten) spiller væksthormon og IGF1 en centralrolle for længdevæksten (sammen med kønshormoner og thyreoideahormonerne).
TSH
På en afdeling for klinisk biokemi måles følgende værdier i hælblodprøver fra 3 spædbørn, taget på 2. dagen efter fødslen:
Referenceværdien for normalt TSH niveau hos nyfødte <20 mIE/L
Redegør kort for, hvorfor det vigtigt, at TSH koncentrationen bestemmes på spædbørn og angiv, hvorfor det er vigtigt at prøven tages på 2. dagen, fremfor lige efter fødslen?
- Det er vigtigt at undersøge alle spædbørn for risikoen kongenit hypothyreose.
- Hvisspædbørn forbliver ubehandlet vil de blive mental retarderede.
- Ved hypothyreose vil der være et fald i T3 og T4 syntesen og der vil derfor ses en kompensatorisk øgning i TSH produktionen.
- Det er vigtigt at TSH koncentrationen bestemmes på 2. eller 3. dagen.
- På dette tidspunkt er spædbarnet ikke længere påvirket af moderes thyreoidea hormonproduktion.
TSH
På en afdeling for klinisk biokemi måles følgende værdier i hælblodprøver fra 3 spædbørn, taget på 2. dagen efter fødslen:
Referenceværdien for normalt TSH niveau hos nyfødte <20 mIE/L
- Angiv ud fra prøveresultaterne, om du mistænker hormonforstyrrelser i de 3 spædbørn.
- Angiv, om du vil bestille bestemmelse af andre hormoner og begrund dit valg
- Spædbarn 1 og 3 har normale cirkulerende niveauer af TSH, derfor er det ikke nødvendigt at foretage yderligere analyser.
- Spædbarn 2 har forhøjet niveau af cirkulerende TSH. Der er altså mistanke om kongenit hypothyreose.
- For at bekræfte diagnosen vil det være nødvendigt at måle er T3 og T4 i blodet.
- Både cirkulerende niveauer af T3 og T4 forventes at være reduceret.
Nedenstående figur viser ændringer i totale cirkulerende niveauer af skjoldbruskkirtel-hormonerne (T3, T4 og revers-T3) hos en voksen kvinde på 25 år.
- Angiv under hvilke betingelser du ville forvente de angivne niveauer i situation 1, 2 og 3
- Beskriv hvorledes disse hormonniveauer for T3, T4 og RT3 fremkommer i den givne situation
Situation1:
- Normal fysiologiske forhold. Her vil niveauet af T3 som er det biologiske aktive hormon være væsentlig lavere end niveaet af T4.
- Da frigivelsen af T4 er ca. 10 gange højere end T3 og T4 har en længere halveringstid end T3 (6-7 dage versus 24 timer).
- Revers-T3 er inaktiv og findes i meget lave koncentrationer.
Situation 2:
- Kan tyde på at der er et nedsat behov for skjoldbruskkirtelhormoner, hvis primære funktion er at opretholde BMR.
- Den beskrevne situation kunne f.eks. være ved faste.
- I perifære væv f.eks nyre og lever findes deiodinaser som omdanner T4 til T3 (D1 deiodinase) og T3 til revers T3 (deiodinase 3).
- Under faste hæmmes D1 deiodinasen mens D3 deiodinasen øges.
- Samtidig hæmmes syntesen af skjolbruskirtelhormoner.
- Derfor observeres et kraftigt fald i cirkulerende T3 og en stigning i RT3. T4 falder lidt, men forbliver relativt uændret pga dens lange halveringstid.
- (ikke pensum: Hjernen modtager i fasteperioden konstante niveauer af T3 pga deiodinase 2 som findes her).
Situation 3:
- Kvinden begynder at indtage føde igen.
- D1 deiodinasen hæmmes ikke længere, mens D3 deiodinasen aktiviteten mindskes, derfor genoprettes niveauerne fra situation 1.
På nedenstående figurer er angivet den procentvise fordeling af en i.v tracer dosering af radioaktivt jod som indgives til tiden 0 og måles i de efterfølgende 24 timer i henholdvis plasma, skjoldbruskkirtel (thyreoid), og urinen.
Angiv ud fra din fysiologiske viden, hvilke målinger i situationerne nedenfor (A-C) der bedst beskriver en person med normal fungerende skjoldbruskirtel (1), en person med nedsat skjoldbruskkirtel funktion (2), og en person med en overaktiv skjoldbruskkirtel (3). Begrund dit svar. Den gule kurve er et mål for radioaktiviten i urin, den røde kurve i plasma og den grønne kurve i skjoldbruskkirtlen.
A.: Nedsat skjoldbruskkirtel funktion. Der optages stort set intet radioaktivt iod i skjoldbruskkirtlen (grøn kurve). Radioaktivt jod i plasma niveauet falder langsomt og stemmer overens med en stigende udskillelse af radioaktivt iod via urinen
B:Hyperthyreoidisme. Her falder den radioaktive koncentration af iod hurtigt i blodet og størstedelen optages i skjoldbruskkirtlen. Den lille stigning som ses i plasma efter 24 timer er syntese af T3 og T4 indeholdende radioaktivt iod.
C: Er fordelingen hos en person med normal skjoldbruskkirtel funktion (1), her falder den radioaktive iod i blodet hurtigt og viser en optagelse i skoldbruskkirtlen hvor radioaktivt iod indgår i hormonsyntesen. Det overskydende radioaktive iod udskilles via urinen.
Beskriv, hvorledes skjoldbruskkirtlens hormoner transporteres rundt i blodet.
- Skjoldbruskirtlens hormoner transporteres rundt i blodet bundet til plasma proteiner
- Thyroxine bindings globulin
- albumin
- transthyretin
- I blodet er 99,98% af T4 bundet til plasma proteiner og 99,8% af T3 er bundet til plasmaproteiner.
Væksthormon
En studerende er cyklet ud til skovsøen og har indtaget en vaffelis med 3 store kugler og syltetøj.
1. Beskriv, hvorledes dette måltid vil påvirke secerneringen af væksthormon.
- En stor is med syltetøj er kulhydratrigt og vil øge blodglukoseniveauet.
- Et øget blodglukoseniveau vil virke hæmmende på væksthormonsekretionen.
Væksthormon
En studerende er cyklet ud til skovsøen og har indtaget en vaffelis med 3 store kugler og syltetøj.
Redegør kort for, hvorledes væksthormonsekretionen er reguleret.
- Væksthormon dannes i de somatrotrofe celler i adenohypofysen.
- Væksthormon syntese og secernering stimuleres af GHRH som ved binding til sin Gs koblede receptor fører til øget intracellulær cAMP og protein kinase A aktivitet, der øger syntesen af væksthormon og sekretionen af væksthormon de lagrede sekretoriske vesikler.
- Væksthormon binder til væksthormon receptorer i leveren (og andre organer) og stimulerer til dannelsen af insulin- like growth faktor 1 (IGF-1), som udøver negativt feedback direkte på de somatotrofe celler i adenohypofysen.
- Derudover virker IGF1 på hypothalamus, hvor GHRH secerneringen hæmmes og somatostatin (SRIF) syntese og secerneringen stimuleres.
- Væksthormon hæmmer ligeledes GHRH sekretionen fra hypothalamus (kun i R&B og B&L), mens B&B angiver væksthormon feedbackhæmmer sin egen sekretion på adenohypofysen (fig 47-4 B&B; fig 31.11 R&B; fig 40-17 B&L).
- Væksthormon-secerneringen er underlagt døgnvariation og er højest under den dybe søvn).
- Yderligere kan det nævnes at GHRH øges ved sult, proteinrig kost (specielt arginin og leucin), akut markant fald i blod glukose, og ved motion.
Skjoldbruskkirtel
Beskriv syntesen af skjoldbruskkirtel hormoner og angiv 3 effekter ved øget T3 niveau i blodet.
- Iod optages fra kosten og transportres via blodet til skjoldbuskkirtlen.
- I skoldbuskkirtlens folikulæreceller optages Iod mod sin elektrokemiske gradient via Natrium-Iod symporteren/co-transporter (NIS) (drevet af Na+ elektrokemiske gradient).
- Iod secerneres til den kolloidholdige folikel lumen via Pendrin.
- Folikelcellerne secernerer også thyroglobulin til folikel lumen ved exocytose.
- Thyroid peroixidase (TPO) på den apikale plasmamembran oxiderer ioidid ( I- til I0) som binder til specifikke tyrosin residues på thyroglobulin og MIT og diiodotyronin residue (DIT) dannes.
- MIT og DIT eller DIT og DIT kobles og danner henholdsvis T3 og T4.
- Ved TSH stimulering vil folikel cellerne optage kolloidmasse indeholdende ioderet thyroglobulin fra folikel lumen ved endocytose/pinocytose.
- De kolloidholdige vesikler vil fusionere med lysosomer hvorefter thyroglobulin bliver nedbrudt af proteaser og T3 og T4 frigives til cytosollet som secerneres til cirkulationen (ca. 90% som T4 og 10% T3).
-
Effekter
- T3 øger stofskiftet (BMR)
- thermogenesen
- stimulerer længdevækst af knogler
Angiv, hvorledes væksthormon og IGF1 er reguleret hos en 5-årig pige under normale fysiologiske forhold.
- Under normal fysiologiske forhold stimuleres væksthormon af growth hormon releasing hormon (GHRH) fra hypotahalmus, som stimulerer til syntese og sekretion af væksthormon fra de somatotrofe celler i adenohypofysen.
- Væksthormon stimulerer syntese og sekretion af IGF-1 i leveren.
- IGF1 virker negativt feedback hæmmende på hypothalamus sekretion af GHRH og af GH fra adenohypofysen og stimulerer sekretionen af somatostatin fra hypothalamus som hæmmer GH sekretionen.
- Væksthormon negativt feedbackhæmmer sekretionen af GHRH og stimulerer sekretionen af somatostatin fra hypothalamus.
Med udgangspunkt i casens værdier, beskriv kort hvorledes lægen kommer frem til, at pigen lider af en funktionsophævende mutation i væksthormonreceptoren.
- En funktionshæmmende mutation i væksthormon receptoren medfører, at til trods for tilstedeværelse af væksthormon ses der ingen af væksthormons effekter grundet den nedsatte funktion af væksthormon receptoren
- dvs. hæmmet længdevækst og hæmmet IGF1 syntese og sekretion fra leveren
- Redegør kort for, hvorfor det er nødvendigt at tage et gennemsnit af flere blodprøver for at bestemme væksthormonkoncentrationen i serum.
- Angiv, hvilke andre hormoner som bidrager til længdevæksten.
3. Væksthormonkoncentrationen varierer i løbet af døgnet og secerneres fra hypofysen pulsativt. Væksthormon sekretion øges ved søvn, faste, stress, fysisk aktivitet og hypoglykæmi. Væksthormon har en kort halveringstid (20 min).
4. Thyreoida hormoner, kønshormoner (ved pubertet) stimulerer til længdevækst. Cortisol virker væksthæmmende