15. Mandag Endokrine kirtler del 3 Fokus er især på: forskelle og ligheder mellem pensumhormoner: Insulin, glukagon, adrenalin og cortisol. Bogens beskrivelse er udmærket, dog meget kvantitativ og en smule overvældende, hvis det er første gang man hører om stofomsætning, glykogendepoter, cortisol osv. Jeg vil vægte en mere kvalitativ beskrivelse: Hvilke hormoner er især vigtig i en given sammenhæng? Der er heller ikke nogen grund til at blande T3/T4 og væksthormon ind i reguleringen af stofskiftet, da det ikke er pensum. Lad os holde os knivskarpt til de 4 hormoners betydning for omsætningen af stof. Jeg har medtaget et overblik over kroppens energidepoter.
Langerhansske celleøer: I bugspytkirtlen findes, udover de eksokrine kirtler, små øer af celler med hormon sekretoriske evner, nemlig alfa og betacellerne, der producerer hhv. hormonerne glukagon og insulin. Glukagon og insulin (som er antagonister) har stor betydning for reguleringen af blodglukose, idet blodets indhold af glukose skal holdes indenfor snævre grænser, dvs. mellem ca. 0,7 1,2 gram. Eftersom hjernen ca. kræver 120 gram glukose/dag, siger det sig selv at blodets indhold ikke er nok, men der skal tilføres glukose dels via kosten og dels via kroppens egne lagre og nydannelser (glykoneogenesen). Koma kan være en effekt af for lavt blodsukker. For høje blodglukoseværdier er også et onde, idet organer kan beskadiges. Derfor skal insulin og glukagon i samarbejde nøje afstemme koncentrationen i blodet. Ligesom CNS, er røde blodlegemer også helt afhængig af glukose som brændstof, fordi disse ikke har mitokondrier og dermed fedtsyreforbrænding, men kun anaerob omsætning af glukose. Generelt stimuleres insulin sekretionen mest hvis kosten er rig på kulhydrater, fordi disse efter nedbrydning i fordøjelsen, bliver til glukose i blodet og dermed hævet blodglukose. Insulin vil så gerne sænke blodglukose ved at øge cellernes optagelse og øge forbrændingen af glukose (basalstofskiftet) i en fordøjende fase. Glukagon koncentrationen i blodet stiger hvis vi har lavt blodglukose, dvs. typisk i fastende perioder i løbet af døgnets måltider. Glukagon vil da fremme de processer, der øger glukoseindholdet, f.eks. ved at fremme leverens spaltning af glykogen til glukose, som afgives til blodet. Desuden øger glukagon fedtsyreforbrændingen (glukosebesparende). Fortalere for kulhydratfattige slankekure slår derfor på, at kulhydrater er et onde, fordi de hæver insulinkoncentrationen i blodet og hæmmer fedtsyreforbrænding og antageligt fedttab. Til det kan vi svare, at det er en risikabel strategi at undvige kulhydrater fordi CNS og røde blodlegemer er helt afhængig af disse og i sidste ende handler det om at øge forbrænding, på bekostning af kalorieindtag, uanset om kosten er protein, - eller kulhydratrig. Kalorier er kalorier.
Koglekirtlen (pinealkirtlen) Styrer døgnrytmen Lys/mørke: hypothalamus får besked fra øjet Hypothalamus sender beskeden videre til koglekirtlen Kirtlen producerer hormonet melatonin Produktionen størst i mørke (dvs. nu er det nat)
Energidepoter i mennesket Brændstof til: Depoter Vægt (gram) Sulte Gang Marathon Fedt 9000-15000 34 dage 11 dage 3 dage Muskelglykogen 350 14 timer 5 timer 70 minutter Leverglykogen 80 3,5 timer 70 minutter 18 minutter Blod 20 40 minutter 15 minutter 4 minutter Kropsprotein 6000 15 dage 5 dage 1,3 dage Mennesket har altså den største energireserve i fedtvæv og den mindste reserve i blodet. Men kroppen forstår kun energi i form af molekylet ATP. Derfor kan substrater i de forskellige depoter, f.eks. fedtsyrer eller aminosyrer omdannes til ATP i kroppen, så energien kan bruges praktisk til kroppens mange gøremål. Hvorfor så ikke bare lagre ATP (som ATP væv)? Så vil lageret typisk veje omkring 80 kg, svarende til et typisk dagsforbrug af energi, hvilket jo ikke er hensigtsmæssigt. Faktisk har vi kun ca. 250 gram ATP i kroppen samtidigt; der er derfor løbende et stort forbrug af ATP og stor nydannelse af ATP.
Adrenalin vs. noradrenalin Den sympatiske gren af det autonome nervesystem er som bekendt lig processer, der er forbundet med øget aktivitet såsom øgning i puls, svedproduktion og udvidelse af luftvejene, så luftindåndingen lettes. Den sympatiske nervecelle fra grænsestrengen til f.eks. hjertet, benytter sig af transmitterstoffet noradrenalin, således at hjertets receptorer modtager noradrenalin, hvilket så vil øge f.eks. hjertefrekvensen (pulsen). Men nogle gange bliver almindelige aktiviteter erstattet af mere intens aktivitet, såsom ekstrem sport eller hvis en lovlydig bilist spontant skal undvige en spøgelsesbilist på motorvejen, for at undgå frontalt sammenstød. I sådanne situationer der kræver ekstra, vil det sympatiske nervesystem gerne støttes, med henblik på at kunne håndtere meget intense situationer eller håndtere den øgede stress. Sympaticus kalder derfor på kamp hormonet adrenalin, som udskilles fra binyremarven. Sympaticus har netop nerveforbindelser til binyremarven og via disse er sympaticus i stand til at øge udskillelsen af adrenalin fra binyremarven til blodet. Adrenalin er et andet stof end noradrenalin, men adrenalin understøtter i det store og hele sympaticus. Der er bare ting som adrenalin gør særligt godt i den nye intense situation. Eksempelvis lukker adrenalin for hudens blodkar og mindsker blodtilførslen til fordøjelsen. Denne prioritering omfordeler blodet til muskler, der har særligt brug for ilt og næringsstof i kampsituationen. Dernæst øger adrenalin hjertets pumpekapacitet, ved at øge pulsen kraftigt og hjertets sammentrækningskraft, samt udvider hjertets egne kranspulsårer, så hjertets egen forsyning øges. Adrenalin øger også det højintense anaerobe muskelarbejde (stofomsætning), ved at fremme nedbrydningen af glykogen til glukose, som giver hurtig energi (ATP) i den tilspidsede situation, med laktat som slutprodukt. Adrenalin påvirker også hjernens formatio reticularis i hjernestammen, som regulerer vores bevidsthedsniveau, samt udvider øjets pupiller. Vi bliver tændte. Sympaticus med noradrenalin øger også blodtrykket, som adrenalin, men især ved at sammentrække arterioler (disse er små kar lige inden kapillærer med god evne til at øge/mindske kardiameter via glat muskulatur). Det går nemlig ikke at alle kroppens kar udvides maksimalt, for hjertet er ikke dimensioneret til at kunne pumpe blodet effektivt ud i et karsystem med så stor volumen. Faktisk må kroppen nedsætte den optimale blodtilførsel til arbejdende muskler, hvis der er for mange muskler involveret i et arbejde. Slutprodukter af musklers arbejde vil lokalt ude i muskler søge at modvirke kar sammentrækningen, ved at påvirke arterioler, så de udvides mere. Derved er det netop de arbejdende muskler, der får størst blodtilførsel.
Insulin og glukagon Sænker blodglukose Øger lagringen af glukose (glykogen/fedt) Fremmer glukoseforbruget under fordøjelse Hæver blodglukose Øger glukoseafgivelsen fra lever Fremmer nydannelsen af glukose Fremmer dannelsen af ketonstoffer Virker primært på leverens stofomsætning Som tidligere beskrevet er insulin og glukagon overordentligt vigtige for rette blodglukose balance. Derfor vil deres koncentrationer i blodet helt afspejle om vi er i en fordøjende eller fastende fase op til næste hovedmåltid. Insulin vil dominere i den fordøjende fase og glukagon vil dominere når blodglukose begynder at falde sidenhen. Disse hormoner har ikke noget med fysiologisk stress at gøre, som de 2 andre hormoner adrenalin og cortisol; de er blot garant for sikkert og stabilt glukoseniveau i blodet i løbet af dagens tre måltider og fastende stunder imellem disse, som er så vigtigt for homeostasen. Der er ikke noget galt med kulhydratrig kost; blot skal det være sunde kulhydrater. Mange af os kender nok det skiftende humør og op /nedture, hvis vi får for mange letfordøjelige simple kulhydrater, som dem i chokolade, slik og kager. Disse stimulanser giver et hurtigt kick fordi de fordøjes hurtigt og hurtigt når blodbanen. Men ligeså hurtigt frigives store mængder insulin, der hurtigt sænker blodglukose igen og så har vi nedturen. Mere chokolade og det hele gentager sig. På den måde er der for store udsving i insulin og glukosekoncentrationer og i sidste ende kan bugspytkirtlen få stress/svækkes og evt. nedsat insulinfølsomhed.
Adrenalin og cortisol (de hjælpsomme virkninger) Øger puls og hjertets sammentrækningskraft Udspiler hjertets kranspulsårer Nedsætter blod til hud/fordøjelse Fremmer anaerob glukoseomsætning (laktat) Øger diameter i luftvejene = øger iltoptagelsen Fremmer lipolysen i fedtvæv (nedbrydning af fedt) Fremmer nydannelse af glukose i lever Påvirker formatio reticularis i hjernestammen Øger proteinnedbrydning til aminosyrer Fremmer lipolysen i fedtvæv Fremmer nydannelse af glukose i lever Øger substrat tilgængelighed Anti inflammatorisk (sår/infektioner) Øget produktion af røde blodlegemer Cortisol kaldes som adrenalin et stresshormon. Cortisol har egenskaber/funktioner der hjælper kroppen til at restituere efter en farefuld situation (hvor adrenalin har været i spil), fordi substrat tilgængelighed (fedtsyrer, aminosyrer og glukose) forøges, således at kroppen har gode forudsætninger for at udbedre eventuelle skader på kropsvæv. Stress kunne også være lang tids faste, hvor cortisol forsøger at opretholde blodglukose, ved at øge aminosyreomsætningen/forbrændingen. Cortisol er derfor en behjælpelig reaktion på stress; men det er vigtigt at kroppens funktioner returnerer til det normale efter en stress situation. Uheldigvis kan moderne levevis være meget stressfuld og derfor kan en tilstand af kronisk stress indtræffe, hvilket viser sig at ændre cortisols normalt gavnlige virkninger til skadelige virkninger, som næste dias viser.
For meget cortisol! (kronisk stress de skadelige virkninger) Nedsatte kognitive evner Ubalancer i blodglukose (hyperglykæmi) Mindsket knogletæthed Mindsket muskelmasse Øget blodtryk Nedsat immunforsvar Øgning i mavefedt For meget af den onde kolesterol (LDL) Nedsat funktion af skjoldbruskkirtel
fedtsyrer glukose glukose glukose (insulin) glykogen ATP ATP O O2 2 glukose (insulin) glykogen (glukagon adrenalin) fedt fedtsyrer (insulin) ATP O 2 (adrenalin) glukose laktat fedtsyrer (adrenalin, cortisol glukagon) fedt protein (cortisol) aminosyrer glycerol muskelcelle levercelle fedtcelle Glukoneogenese (glukagon, cortisol og adrenalin) Glukose (nydannelse) Mitokondrier (næringsstof + O 2 = ATP + CO 2 + varme) ketonstoffer (glukagon) hjernen (ingen glykogendepoter) Hormon i kursiv betyder: har effekt, men ikke så signifikant som de andre hormoner. Læg mærke til at glukagon ingen virkning har på muskelcellen. At hormoner fremmer de forskellige processer skyldes en øgning af enzymaktivitet i processen.
Hormonaktivering