H fys Hypothalamus, hypofyse og vækst

Question 1

Redegør kort for hvorledes de funktionelle signalveje mellem hypothalamus og henholdsvis hypofysens forlap fungerer (hormon signalering).

Answer 1

Forlappen (adenohypofysen):
Der er nogle kerner (paraventriculær nucleus) i hypothalamus som sender signal der løber langs axoner i hypofyse stilken. De påvirker nogle kapillærer i hypofysestilken, som hedder det primære kapillær plexus. Så sendes signalet i portal vener til adenohypofysen (forlapen). Her vil tropeceller enten stimuleres eller inhiberes og vil så enten sende hormoner eller stoppe hormon sekretion. Hormonerne sendes så videre til et målorgan.

1. neuroner i hypothalamus secernerer stimulerende/inhiberende faktorer til det primært plexus i hypofysestilken
2. Portalvener fører faktorerne videre til det sekundære plexus i forlappen
3. Tropecellerne stimuleres/inhiberes til at secernere forlappens hormoner
4. Hormonerne udskilles til det systemiske kredsløb, hvor det påvirker specifikke endokrine organer

Question 2

Redegør kort for hvorledes de funktionelle signalveje mellem hypothalamus og henholdsvis hypofysens baglap fungerer (hormon signalering).

Answer 2

Vi har neuroner med cellelegemer i hypothalamus. Axonerne fra disse neuroner løber hele vejen ned til baglappen og ikke kun til hypofysestilken. De to aktive hormoner (ADH og oxytocin) vil i de nerve terminale vil frigives ved exocytose og komme ind i kapillær netværket. Herfra løber de videre til målorganet.

1. Neuroner med kerner i hypothalamus og axoner som ender i baglappen
2. Axon transport af præ-hormoner som omdannes til to akive hormoner (oxytocin og ADH)
3. De aktive hormoner frigives fra baglappen til det systemiske kredsløb sammen med peptidrester.

Question 3

Redegør kort for hvad der forstås ved negativ feedback kontrol

Answer 3

Negativ feedback kontrol er når en endokrin celle frigiver et hormon som går til en mål celle. Mål cellen vil frigive et andet hormon som har en biologisk effekt. Dette andet hormon vil hæmme den endokrine celle så der ikke secerneres mere hormon.

Question 4

Redegør kort for hvad der forstås ved negativ feedback kontrol af hormonsekretion fra adenohypofysen og angiv et eksempel herpå.

Answer 4

I adenohypofysen ses negativ feedback. Fra hypothalamus frigives RH (releasing hormone) til adenohypofysen. Adenohypofysen frigiver TH (target hormone) som virker på en mål endokrin celle. TH vil hæmme hypothalamus. Mål endokrin cellen frigiver EH (effekt hormon) som har en biologisk effekt. EH vil dog også hæmme hypothalamus og adenohypofysen. Der skal være negativ feedback her for at opretholde stabilitet og ligevægt i systemet.

Question 5

Redegør kort for hvad der forstås ved positiv feed forward/feedback og angiv et eksempel herpå.

Answer 5

Positiv feedback er når hormon A udskilles fra en endokrin celle og virker på et mål endokrin celle. Dette mål endorkin celle frigiver så hormon B som har en biologisk effekt. Hormon B har en positiv opregulering af den originale endokrine celle så hele loopet aktiveres igen. Dvs. man skruer op for

systemet. Et eksempel er fødsel, hvor oxytocin er hormonet. Et andet eksempel er ægløsning med hormonerne oestrogen og LH, FSH.

Question 6

Navngiv de hormoner som udskilles fra henholdsvis hypofysens forlap (adenohypofysen).

Answer 6

De hormoner der udskilles fra adenohypofysen er Adrenokortikotropt hormon (ACTH), thyroidea stimulerende hormon (TSH), væksthormon (GH), folikel stimulerende hormon (FSH), luteiniserende hormon (LH), og prolaktin (PRL).

Question 7

Angiv for hvert af hormoner fra hypofysens forlap (adenohypofysen), hvilke signaler fra hypothalamus, der kontrollerer deres sekretion.

Answer 7

Adrenokortikotropt hormon (ACTH) -> CRH fra hypothalamus gør at ACTH frigives.

Thyroidea stimulerende hormon (TSH) -> TRH fra hypothalamus gør at TSH frigives.

Væksthormon (GH) -> GHRH fra hypothalamus gør at GH frigives.

Folikel stimulerende hormon (FSH) -> GnRH fra hypothalamus gør at FSH frigives.

Luteiniserende hormon (LH) -> GnRH fra hypothalamus gør at LH secerneres.

Prolaktin (PRL) -> hypothalamus gør at prolaktin secerneres.

Question 8

Angiv signal fra hypothalamus, adenohypofyse hormon og celletype, målorgan og hormondannelse i målorgan for væksthormon (GH)

Answer 8

Signal fra hypothalamus: Growth hormone releasing hormone (GHRH) stimulerer. Somatostatin hæmmer.

Adenohypofyse hormon og celletype: somatotrope celler som frigiver væksthormon (GH).

Målorgan: somatisk væv, dvs. lever (!), muskler, fedt.

Hormondannelse i målorgan: IGF-1

Question 9

Angiv signal fra hypothalamus, adenohypofyse hormon og celletype, målorgan og hormondannelse i målorgan for Thyroidea stimulerende hormon (TSH)

Answer 9

Signal fra hypothalamus: Thyrotropin releasing hormon (TRH) stimulerer. Somatostatin hæmmer.

Adenohypofyse hormon og celletype: Thyrotrope celler som frigiver thyroidea stimulerende hormon (TSH)

Målorgan: follikelceller i gl. thyroidea

Hormondannelse i målorgan: T3 og T4

Question 10

Angiv signal fra hypothalamus, adenohypofyse hormon og celletype, målorgan og hormondannelse i målorgan for Adrenokortikotropt hormon (ACTH)

Answer 10

Signal fra hypothalamus: Corticotropin releasing hormone (CRH) stimulerer. ADH hæmmer.

Adenohypofyse hormon og celletype: kortikotrope celler der frigiver Adrenokortikotropt hormon (ACTH)

Målorgan: binyrebark

Hormondannelse i målorgan: kortikosteroider; glukokortikoid, mineralkortikoid, androgene steroider

Question 11

Angiv signal fra hypothalamus, adenohypofyse hormon og celletype, målorgan og hormondannelse i målorgan for follikel stimulerende hormon (FSH)

Answer 11

Signal fra hypothalamus: Gonadotropin releasing hormon (GnRH) stimulerer. Prolaktin (PR) hæmmer.

Adenohypofyse hormon og celletype: Gonadotrope celler som frigiver follikel stimulerende hormon (FSH)

Målorgan: Kvinder - follikelcelleri overier. Mænd - sertoli celler i testes

Hormondannelse i målorgan: K - østrogen og årogestiner/gestagen. M - spermatogenese.

Question 12

Angiv signal fra hypothalamus, adenohypofyse hormon og celletype, målorgan og hormondannelse i målorgan for luteiniserende hormon/lutropin (LH)

Answer 12

Signal fra hypothalamus: Gonadotropin releasing horone (GnRH) stimulerer og PRL hæmmer.

Adenohypofyse hormon og celletype: Gonadotrope celler som frigiver luteiniserende hormon/lutropin (LH)

Målorgan: K - ovarier. M - leydig celler.

Hormondannelse i målorgan: K - ægløsning. M - testosteron.

Question 13

Angiv signal fra hypothalamus, adenohypofyse hormon og celletype, målorgan og hormondannelse i målorgan for prolaktin (PRL)

Answer 13

Signal fra hypothalamus: Dopamin som hæmmer

Adenohypofyse hormon og celletype: laktotrope celler som frigiver prolaktin (PRL)

Målorgan: brystkirtler/ gl. mammae

Hormondannelse i målorgan: Initierer og vedligeholder mælkeproduktion.

Question 14

Beskriv væksthormons akse.

Answer 14

GHRH fra hypothalamus stimulerer at GH frigives fra somatotrope celler i adenohypofysen. GH sendes så til lever, muskler og fedt. Herfra frigives IGF-1.

SS hæmmr somatotrope celler fra at frigive GH.

Question 15

Angiv 4 faktorer som påvirker væksthormon sekretionen

Answer 15

4 faktorer er motion, søvn, fald i blod glukose koncentration og pubertet. Disse fire vil øge væksthormon sekretion. Aldring vil hæmme væksthormon sekretion.

Question 16

Redegør kort for hvorledes væksthormon virker på henholdsvis: lever, muskler, fedtvæv og knoglevæv.

Answer 16

Væksthormon virker på lever: GH vil binde til GH receptoren og stimulere til syntese af IGF-1. Denne vil øge protein syntesen, RNA syntese, IGF dannelse og IGFBP dannelse.

Væksthormon virker på muskler: GH gør at der er mere amino syre optagelse og mere protein syntese. Dette gør at musklerne vokser.

Væksthormon virker på fedtvæv: GH vil sænke glukose optagelse i fedtvæv og øge lipolyse, dvs. fedt dannelse.

Væksthormon virker på knoglevæv: GH vil øge amino syre optagelse, protein syntese, RNA syntese, DNA syntese, kollagen dannelse, kondroittin sulfat og øge celle størrelse og antal. Dvs. vækst af knoglerne. GH virker stimulerende på vækstpladerne.

Question 17

Beskriv kostafhængige ændringer i væksthormon sekretion.

Answer 17

IGF-1 er uændret ved kulhydrat indtag. IGF-1 er afhængig af Insulin men også GH.

Insulin skal være tilstede for at GH kan øge IGF-1. Så GH, IGF-1 og Insulin skal øges for at der sker lineær vækst. Insulin gør at der er flere GH receptorer. Når der er flere af disse receptorer så vil GH oftere binde og danne IGF-1, dvs. øget IGF-1.

Insulin gør at blod glukose niveau falder.
Ved faste er blodsukker lav, så insulin er lav. Men GH vil stige og vil stimulere fedtforbrænding. Dvs. så vil blodsukkeret øges.

Question 18

Redegør kort for syntese og sekretion af vasopressin/antidiuretisk hormon (ADH).

Answer 18

ADH dannes i hypothalamus men secerneres fra neurohypofysen.

Neuroner med cellelegeme i hypothalamus men axoner der går ned til neurohypofysen. Neuronerne producerer proneurofysin 1 og 2 som transporteres langs axonet og spaltes mindre peptider, nemlig ADH og oxytocin. Det er nu i neurohypofysen og kan frigives til blodet og sendes til målorgan

Question 19

Beskriv den fysiologiske effekt af vasopressin (ADH), og angiv kort mulige konsekvenser ved forstyrrelse i ADH sekretion.

Answer 19

ADH øger vand permeabiliteten i nyrernes samlerør. Og det stimulerer til vaskulær glatmuskel kontraktion i arterioler. ADH vil gøre at der er mere reabsorption af vand fra nyrerne og tilbage til blodet. Dvs. at mindre urin produceres.

Der er 4 ting der stimulerer ADH sekretion:

• Øget plasma osmolaritet
• Hypovolæmi (lavt blodtryk)
• Angiotensin II
• Smerte
• Tørste

Dette sker ved at når der er en af de 4 ting så vil osmoreceptorer i hypothalamus aktiveres. Så vil der være øget ADH sekretion fra neurohypofysen. ADH vil så øge vand permeabiliteten i nyrernes samlerør. Der sker også vasokonstriktion i arterioler. Så vil der være højere urinosmolaritet og lavere urinvolumen. På samme tid også øget blodtryk. Så vil plasmaosmolariteten falde og blodvolumen vil stige.

Question 20

En 5-årig pige bliver henvist til en endokrinologisk udredning på hospitalet. Ifølge hendes patientjournal, var hendes fødselsvægt og fødselslængde er normal. Det er dog tydeligt, at hun ikke trives. Hun ligger nu under sin vækstkurve med en lavere kropsvægt (9,6 kg) og højde (75 cm). Hendes kropskomposition er velproportioneret. Hendes serum væksthormon bliver målt til 17 µg/L (gennemsnit af 3 blodprøver, reference værdi: 5,8-18 µg/L) og hendes IGF-1 serum gennemsnitskoncentration bliver målt til 45 µg/L (reference værdi: 70-315 µg/L). Derudover udfører lægen en væksthormon-stimuleringstest med clonidin. Clonidin stimulerer sekretion af det væksthormon frigivende hormon (Growth Hormone-Releasing Hormone) fra hypothalamus. Efter 1 time bliver der taget en ny blodprøve, som viser en serum væksthormon koncentration på 46 µg/L, mens IGF-1 serum koncentrationen forbliver uændret.

a) Redegør kort for en mulig genetisk årsag til de målte værdier og den nedsatte vækst

Answer 20

Der er noget galt så GH stimuleres men IGF-1 ikke secerneres. Dette kan være laron syndrom (dværgvækst) hvor der er en muteret GHR, dvs. GH receptor på leveren. Her vil der være reduceret vækst, proliferation og metabolisme.

Hvis hun ikke havde normal proportioner så ville det måske være noget med metabolisme hormonerne. Men det er hun så laron syndrom.

Der vil være en forhøjet GH fordi der sker manglende negativ feedback. Dvs Gh receptoren ikke virker så IGF-1 falder og normalt ville IGF-1 stige og hæmme GH så det falder. Her vil GH stige fordi IGF-1 er lavt.

Man kan behandle hende med IGF-1.

Question 21

En 5-årig pige bliver henvist til en endokrinologisk udredning på hospitalet. Ifølge hendes patientjournal, var hendes fødselsvægt og fødselslængde er normal. Det er dog tydeligt, at hun ikke trives. Hun ligger nu under sin vækstkurve med en lavere kropsvægt (9,6 kg) og højde (75 cm). Hendes kropskomposition er velproportioneret. Hendes serum væksthormon bliver målt til 17 µg/L (gennemsnit af 3 blodprøver, reference værdi: 5,8-18 µg/L) og hendes IGF-1 serum gennemsnitskoncentration bliver målt til 45 µg/L (reference værdi: 70-315 µg/L). Derudover udfører lægen en væksthormon-stimuleringstest med clonidin. Clonidin stimulerer sekretion af det væksthormon frigivende hormon (Growth Hormone-Releasing Hormone) fra hypothalamus. Efter 1 time bliver der taget en ny blodprøve, som viser en serum væksthormon koncentration på 46 µg/L, mens IGF-1 serum koncentrationen forbliver uændret.

Beskriv hvorfor det er nødvendigt at tage et gennemsnit af flere blodprøver for at bestemme væksthormons koncentration i serum

Answer 21

• Fluktationer i GH niveau
• Pulserende sekretion
• Sekretion varierer ud fra søvn, aktivitet, alder, diet, etc.
• Kort halveringstid (20 min.)

Question 22

En 5-årig pige bliver henvist til en endokrinologisk udredning på hospitalet. Ifølge hendes patientjournal, var hendes fødselsvægt og fødselslængde er normal. Det er dog tydeligt, at hun ikke trives. Hun ligger nu under sin vækstkurve med en lavere kropsvægt (9,6 kg) og højde (75 cm). Hendes kropskomposition er velproportioneret. Hendes serum væksthormon bliver målt til 17 µg/L (gennemsnit af 3 blodprøver, reference værdi: 5,8-18 µg/L) og hendes IGF-1 serum gennemsnitskoncentration bliver målt til 45 µg/L (reference værdi: 70-315 µg/L). Derudover udfører lægen en væksthormon-stimuleringstest med clonidin. Clonidin stimulerer sekretion af det væksthormon frigivende hormon (Growth Hormone-Releasing Hormone) fra hypothalamus. Efter 1 time bliver der taget en ny blodprøve, som viser en serum væksthormon koncentration på 46 µg/L, mens IGF-1 serum koncentrationen forbliver uændret.

Angiv hvilke andre hormoner som bidrager til længdevæksten

Answer 22

Før fødsel: IGF-2 og insulin.
Efter fødsel: GH, IGF-1, Insulin, T3 og T4
I puberteten: kønshormoner.

Question 23

En 17 årig dreng af asiatisk afstamning går til lægen med mistanke om at han lider af type 1 diabetes mellitus, da han er konstant tørstig og han har også observeret, at han tisser mere end normalt. Ved udredning af hans blodanalyser, viser det sig at han lider af hyperglycæmi (plasma glukose:566 mg/dl; reference <140 mg/dl), stiks for ketonstoffer i både urin og plasma er positive (1+) (reference (-)). Han bliver derfor indlagt med mistanke om type 1 diabetes. Den følgende dag bliver hans fastende plasma C-peptid koncentration bestemt (et mål for endogen insulin sekretion). Denne værdi er normal, hvilket udelukker at han lider af type 1 diabetes mellitus. Lægen bemærker, at patienten er usædvanlig høj (191 cm) i forhold til sine forældre på henholdsvis 156 cm og 163 cm. Adspurgt fortæller han lægen, at han er vokset meget siden 14 års alderen og at han fortsat
vokser. Lægen mistænker, at patienten kan lide af en væksthormon forstyrrelse og måler derfor hans serum insulin like growth faktor-1 (IGF-1). IGF-1 måles til 159 nM (reference værdi: <80 nM).

a) Redegør for hvorledes væksthormon sekretionen er reguleret.

Answer 23

Væksthormon sekretionen øges ved motion, fald i blod glukose koncentration, ved søvn, sult og pubertet. Væksthormon sekretion kan reguleres i de somatotrofe celler.

Question 24

En 17 årig dreng af asiatisk afstamning går til lægen med mistanke om at han lider af type 1 diabetes mellitus, da han er konstant tørstig og han har også observeret, at han tisser mere end normalt. Ved udredning af hans blodanalyser, viser det sig at han lider af hyperglycæmi (plasma glukose:566 mg/dl; reference <140 mg/dl), stiks for ketonstoffer i både urin og plasma er positive (1+) (reference (-)). Han bliver derfor indlagt med mistanke om type 1 diabetes. Den følgende dag bliver hans fastende plasma C-peptid koncentration bestemt (et mål for endogen insulin sekretion). Denne værdi er normal, hvilket udelukker at han lider af type 1 diabetes mellitus. Lægen bemærker, at patienten er usædvanlig høj (191 cm) i forhold til sine forældre på henholdsvis 156 cm og 163 cm. Adspurgt fortæller han lægen, at han er vokset meget siden 14 års alderen og at han fortsat
vokser. Lægen mistænker, at patienten kan lide af en væksthormon forstyrrelse og måler derfor hans serum insulin like growth faktor-1 (IGF-1). IGF-1 måles til 159 nM (reference værdi: <80 nM).

b) Redegør for hvilken sygdom lægen mistænker han sandsynligvis lider af ud fra ovenstående beskrivelse og angiv en mulig behandling.

Answer 24

Lægen mistænker at drengen har gigantisme fordi her vil der være GH overproduktion før epifyseskiverne er lukket. Drengen er nemlig i puberteten og epifyseskiverne er stadig åbne.

En mulig behandling er strålebehandling af svulsten i adenohypofysen som kan stoppe væksten af indre organer men ikke længdevæksten. Eller ved somatostatin analoger eller GH receptor antagonist.