Điều hòa nội tiết và hóa học
Cách động vật phối hợp các mô ở xa bằng các chất truyền tin hóa học — hormone bên trong cơ thể và tín hiệu giữa các loài động vật — và cách phản hồi duy trì sự ổn định của môi trường bên trong.
Definition
Điều hòa nội tiết là sự kiểm soát các quá trình sinh lý bằng hormone — các chất truyền tin hóa học được tiết vào dịch cơ thể và tác động lên các tế bào đích ở xa — và điều hòa hóa học rộng hơn bao gồm sự tích hợp thần kinh nội tiết của các tín hiệu này với hệ thần kinh và sự giao tiếp hóa học diễn ra giữa các sinh vật.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm sinh lý học so sánh về điều hòa hóa học: bản chất và hoạt động của hormone, sự tích hợp điều hòa thần kinh và nội tiết thông qua các hệ thống thần kinh nội tiết, các vòng phản hồi duy trì cân bằng nội môi, và giao tiếp hóa học giữa các loài động vật thông qua pheromone và các tín hiệu khác. Nó đề cập đến sự đa dạng của các hệ thống nội tiết ở động vật và logic chung của việc kiểm soát hóa học chậm, lan tỏa rộng rãi bổ sung cho kiểm soát thần kinh nhanh. Phạm vi bao phủ mang tính so sánh và cơ chế hơn là lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Hormone là gì và chúng tác động lên các tế bào đích như thế nào?
- Hệ thần kinh và hệ nội tiết phối hợp với nhau để điều hòa cơ thể như thế nào?
- Phản hồi duy trì sự ổn định của các biến được điều hòa như thế nào?
- Động vật giao tiếp hóa học với nhau như thế nào?
Key theories
- Kiểm soát hormone bằng các chất truyền tin hóa học
- Hormone được tiết ra bởi các mô nội tiết di chuyển trong dịch cơ thể để tác động lên các tế bào đích mang các thụ thể đặc hiệu, cho phép điều hòa chậm, bền vững và phân bố rộng rãi, bổ sung cho tín hiệu thần kinh nhanh, cục bộ.
- Điều hòa phản hồi âm tính của cân bằng nội môi
- Các biến được điều hòa được giữ gần các điểm đặt bằng các vòng phản hồi âm tính trong đó đầu ra chống lại sự thay đổi ban đầu, một nguyên tắc kiểm soát làm nền tảng cho các trục nội tiết và điều hòa cân bằng nội môi khắp cơ thể.
Mechanisms
Các tế bào nội tiết tiết hormone — peptide, amine hoặc steroid — vào máu hoặc dịch bạch huyết, nơi chúng đến các tế bào đích biểu hiện các thụ thể phù hợp. Các hormone hòa tan trong nước liên kết với các thụ thể bề mặt và hoạt động thông qua các chuỗi truyền tin thứ cấp để tạo ra các hiệu ứng nhanh chóng, trong khi các hormone steroid và tuyến giáp hòa tan trong lipid đi vào tế bào và làm thay đổi biểu hiện gen để tạo ra các hiệu ứng chậm hơn, kéo dài hơn. Sản lượng nội tiết được điều chỉnh bởi phản hồi: trong các trục của động vật có xương sống, vùng dưới đồi và tuyến yên giải phóng hormone kích thích các tuyến ngoại vi mà sản phẩm của chúng phản hồi để hạn chế giải phóng thêm, giữ mức độ trong giới hạn. Các tế bào thần kinh nội tiết bắc cầu giữa hệ thần kinh và nội tiết, chuyển đổi tín hiệu thần kinh thành giải phóng hormone, như trong điều hòa tuyến yên của vùng dưới đồi và các hệ thống thần kinh tiết của động vật không xương sống. Ngoài cá thể, động vật giải phóng pheromone và các tín hiệu hóa học khác ảnh hưởng đến sinh lý và hành vi của các cá thể cùng loài, mở rộng điều hòa hóa học giữa các sinh vật.
Clinical relevance
Nội tiết học so sánh đã thiết lập các nguyên tắc về hoạt động của hormone và phản hồi làm nền tảng cho sự hiểu biết về chức năng nội tiết và các rối loạn của nó, và nghiên cứu giao tiếp hóa học cung cấp thông tin cho việc quản lý dịch hại và bảo tồn. Mục này mang tính giáo dục và không cung cấp hướng dẫn y tế.
History
Starling đặt ra thuật ngữ hormone vào năm 1905 sau khi phát hiện ra secretin, thiết lập sự điều hòa hóa học bằng máu. Geoffrey Harris và những người khác đã tiết lộ sự kiểm soát thần kinh của tuyến yên, Scharrers đã ghi nhận sự tiết thần kinh ở động vật không xương sống và có xương sống, và nội tiết học so sánh đã lập bản đồ sự đa dạng và bảo tồn của các hệ thống hormone ở động vật.
Key figures
- Ernest Starling
- Geoffrey Harris
- Roger Guillemin
- Berta Scharrer
Related topics
Seminal works
- hill2016
- randall2002
- norris2013
Frequently asked questions
- Hormone khác với tín hiệu thần kinh như thế nào?
- Hormone là các chất truyền tin hóa học được vận chuyển trong dịch cơ thể, hoạt động chậm và đến nhiều mô cùng một lúc, trong khi tín hiệu thần kinh nhanh và hướng đến các mục tiêu cụ thể; hai hệ thống này phối hợp với nhau để điều hòa cơ thể.
- Phản hồi âm tính trong hệ nội tiết là gì?
- Đó là một vòng điều khiển trong đó tác dụng của hormone, hoặc sản phẩm mà nó kích thích, tác động trở lại để giảm sự tiết thêm hormone đó, giữ cho biến được điều hòa gần một điểm đặt ổn định.