Endokrin sistemin görevleri ve çalışma mantığı
Endokrin sistem hormonal sistemdir ve sinir sistemiyle birlikte organizmanın homeostatik dengesini sağlayan sistemlerden biridir. Sinir sisteminde hipotalamusa her an çok sayıda ileti gelir. Hipotalamus sinir sistemini devreye sokarsa elektriksel yol kullanır; cevap hızlı oluşur ama etkisi kısa sürelidir. Kimyasal yolla cevap vermek istediğinde ise hipofiz bezini uyarır, hipofiz de başka bir bezi uyarır; bu cevap daha yavaş ilerler fakat etkisi uzun sürelidir.
Endokrin sistemin üç görevi vardır: 1. Homeostazı sağlamak — pH, sıvı, mineral ve enerji kaynaklarının (karbonhidrat, yağ, protein) dengesi. 2. Üreme, büyüme ve gelişim. 3. Metabolizmanın kontrolü.
Egzersiz sırasında enerji kullanımı artar ve enerji kaynakları azalır; endokrin sistem buna bazı hormonların salgısını artırarak, bazılarını azaltarak akut yanıt verir.
Hipofiz bezi temel salgı bezidir ve birçok bezi kontrol eder; örneğin tiroide "çalış" ya da "dur" der. Ancak pankreas, paratiroid ve adrenal medulla hipofizin kontrolü dışında, negatif geri bildirimle çalışır. Negatif geri bildirim örneği: kan şekeri yükselince pankreas insülin salgılar ve kan şekeri düşer; stres anında adrenalin salgısı artar.
Endokrin sistem üç yolla uyarılır:
- Nöral yol: hipotalamus-hipofiz bağlantısı (nöroendokrin sistem).
- Humoral yol: kanda bir madde çok artmışsa ilgili beze salgıyı durdurma sinyali gider.
- Hormonal yol: bir bez bir hormonu çok salgıladığında hormon bezin kendisine de etki eder ve salgı azalır.
Endokrin bezler iç salgı bezleridir; hormonlar kan damarları aracılığıyla hedef hücrelere ve organlara gönderilir. Hormonlar tek tip değildir: bazıları steroid (kolesterolden üretilir), bazıları amino asit türevi, bazıları peptid ya da protein yapısındadır.
Soru kalıpları
Çıkmış bir ÖSYM sorusunda şu öncüller verilmiştir: Endokrin sistemin cevap üretme hızı sinir sistemine göre düşüktür (doğru). Hormonlar kan damarları aracılığıyla gönderilir (doğru). Hormonların etkili olabilmesi için bütün vücut hücrelerinde reseptör olması gerekir (yanlış — doğrusu hedef hücrelerdir).
Zincir soru kalıbı: Egzersize başlanınca vücut ısısı artar → terleme olur → vücut sıvı düzeyi azalır → ozmotik basınç artar → antidiüretik hormon (ADH) salgılanır → böbrekten suyun geri emilimi sağlanır.
Terle en çok kaybedilen mineral sodyumdur; sodyum kaybı aldosteron salgısını artırır.
Solunumla ilgili çıkmış bir LYS sorusu: Kasta hücresel solunumla üretilen karbondioksit kana verilir; kanda karbondioksit artışı kemoreseptörleri uyarır; kemoreseptörler solunum kontrol merkezlerini, onlar da solunum kaslarını uyarır; sonuç hiperventilasyondur.
Hipotalamus: ADH ve oksitosin
Hipotalamus, ön beynin ara beyin kısmında bulunur ve iki hormon salgılar: antidiüretik hormon (ADH) ve oksitosin.
Oksitosin, pozitif geri bildirim mekanizmasında kullanılır: doğum ve süt salgısı anlarında salgılanır. Aynı zamanda bağlanma hormonu olarak bilinir.
ADH, vücut sıvı düzeyi azaldığında (ozmotik basınç arttığında) salgısı artan hormondur; cevap olarak vücut sıvı düzeyi artırılır. ADH az salgılanırsa sık idrara çıkılır ve şekersiz şeker hastalığı ortaya çıkar: insülinde ve şeker döngüsünde sorun yoktur; aşırı sıvı kaybı nedeniyle kandaki glikoz yoğunluğu artar ve kan basıncı düşer. Alkol alımı da benzer bir etki yapar.
Epifiz bezi: melatonin ve serotonin
Epifiz bezi, epitalamusun ince uzantısıdır. Melatonin uyku hormonu, serotonin mutluluk hormonudur. Gergin anlarda istemsiz esneme, serotonin düzeyini bir miktar artırarak gerginliği azaltır. Beyinde serotonin, melatonin ve haz hormonu dopamin seviyesi artınca merkezi yorgunluk düzeyi artar.
Hipofiz bezi
Hipofiz, ön hipofiz (anterior lob, adenohipofiz) ve arka hipofiz (posterior lob, nörohipofiz) olarak ikiye ayrılır. Ön hipofiz hipotalamusla damarlar, arka hipofiz sinirler aracılığıyla bağlantı kurar. Ön hipofiz gerçek bir endokrin bezdir; arka hipofiz hipotalamusun deposudur.
Hipotalamus, hipofize releasing (salgılatıcı) ve inhibiting (engelleyici) hormonlar gönderir. Soruda "hipotalamus hipofize inhibe edici hormonlar salgılar" ifadesi bu anlamdadır.
Ön hipofizden salgılanan hormonlar: büyüme hormonu (GH), adrenokortikotropik hormon (ACTH), tiroid uyarıcı hormon (TSH), melanosit uyarıcı hormon (MSH), lüteinleştirici hormon (LH) gibi diğer bezleri uyaran hormonlar ve prolaktin. Prolaktin süt bezlerinin oluşması için salgılanır; düzeyi artarsa üşüme de artar.
Büyüme hormonu (GH):
- Eksikliği cücelik (dwarfizm, nanizm), fazlalığı devlik (gigantizm), sonradan fazlalığı akromegaliye yol açar.
- Kasları büyütür, hipertrofiyi artırır; yüksek şiddetli egzersizle pozitif korelasyon içindedir — egzersiz şiddeti arttıkça salgısı artar.
- Protein sentezini artırır; kemik ve kasların gelişimini sağlar.
- Egzersiz sırasında serbest yağ asidi mobilizasyonunu artırır.
ACTH, adrenal korteksi uyarır ve kortizol salgısını artırır; bir stres hormonudur. Egzersizde VO₂maks'ın yaklaşık %25'i düzeyine gelindiğinde salgısı artar.
Arka hipofiz, ADH ve oksitosinin depolandığı ve hipotalamustan gelen mesajla salgılandığı yerdir.
Tiroid bezi
Tiroid, metabolik kontrol bezidir. Tiroksin (T4) ve triiyodotironin (T3) hormonlarını salgılar; bu hormonların yapımında iyot kullanılır.
Tiroidin hızlı çalışması hipertiroidizmdir: metabolizma hızlıdır, kilo almak zordur. Yavaş çalışması hipotiroidizmdir: metabolizma yavaştır, kilo vermek zordur. Tiroidin sağlıklı çalışması için iyota, yani iyotlu tuza ihtiyaç vardır. İyot eksikliğinde tiroid fazla çalışır ve şişer; guatr oluşur. Guatr hastası olan kişi ise iyot kullanmamalıdır.
Tiroksinin salgısı arttıkça metabolik hız artar, azaldıkça metabolik hız azalır. Oksijen kullanımını ve protein sentezini artırır. Doğumdan sonra eksikliği zekâ geriliğine yol açar.
Kalsitonin de tiroidden salgılanır ve paratiroid hormonuyla birlikte ele alınır.
Kalsiyum dengesi: kalsitonin ve parathormon
- Kan kalsiyumu yüksekse → kalsitonin salgısı artar → fazla kalsiyum kemiklere taşınır → kemik kalsiyumu artar, kan kalsiyumu azalır.
- Kan kalsiyumu düşükse → paratiroidden parathormon (PTH) salgısı artar → kalsiyum kemikten alınıp kana verilir → kan kalsiyumu artar, kemik kalsiyumu azalır.
Bu temel bilginin yorumları:
- Aşırı kalsitonin: kan kalsiyumu çok düşer; kasa giden kalsiyum azalır; kasılma mekanizması olumsuz etkilenir.
- Az kalsitonin: kandan kemiğe kalsiyum geçişi azalır; kemik kalsiyumu azalır; kemiklerde yumuşama (osteopeni) yaşanır; menopoz dönemindeki kadınlarda ve andropoz dönemindeki erkeklerde kemik erimesine (osteoporoz) yol açar.
- Fazla PTH: kemikten kana çok kalsiyum geçer; kan kalsiyumu artar, kemik kalsiyumu azalır. Kanda çok kalsiyum olması böbreklerde taş oluşumuna neden olur; çünkü kan böbrekten süzülürken mineralin bir kısmı böbreğe gider.
- Az PTH: kan kalsiyumu azalır; kasa giden kalsiyum azalır, kasılma döngüsü bozulur; tetanik kasılmalara neden olur.
Her şey bir dengedir: kanda da kalsiyum bulunmalıdır ve kana kalsiyum kemikten alınır. Kemik erimesinin nedenleri arasında kalsiyum eksikliği, D vitamini eksikliği ve fiziksel aktivite eksikliği sayılır.
Adrenal bezler
Adrenal bezler korteks (kabuk) ve medulla (öz) kısımlarından oluşur. Korteksten salgılanan hormonlara kortikoid, medulladan salgılananlara katekolamin denir. Kortikoidler ikiye ayrılır: mineralokortikoid olan aldosteron ve glukokortikoid olan kortizol.
Aldosteron: Kanda sodyum düzeyi azalırsa salgısı artar. Sodyum ve klorun geri emilimini artırır, potasyumun geri emilimini azaltır.
- Fazla salgılanırsa: sodyum artar, potasyum azalır; sodyum arttığı için kan basıncı artar; doku sıvısı artar ve ödem oluşur; su içme isteği artar, buna bağlı olarak ADH salgısı artar; potasyum çok azaldığı için sinirsel ileti zayıflar.
- Az salgılanırsa: sodyum azalır; kan basıncı ve doku sıvısı azalır; sodyum kasların uyarılmasında önemli olduğu için kasılma süreci olumsuz etkilenir ve yorgunluk oluşur.
Kortizol: Stres hormonudur; stres durumunda salgısı artar. Glukoneojenez yapar: laktik asit, gliserol ve proteinler gibi karbonhidrat dışı kaynaklardan glikoz oluşumunu artırır ve özellikle karaciğer glikojen depolarını büyütür. Atletik yaralanmalarda acıyı baskılar; darbe anında acı hissedilmez, acı daha sonra hissedilir.
Bir soru üzerine açıklama: "Kortizol glukoneojenez yaptığı için karbonhidrat yakımını azaltır" ifadesi eksiktir. Kortizol tam olarak karbonhidrat dışı kaynakların karaciğerde karbonhidrat olarak depolanmasını sağlar; yani yağların, laktik asitin ve proteinlerin enerji kaynağı olarak kullanımını artırır. Karbonhidrat kullanımının artıp azalması egzersize göre değişir. Ağrılı tedavilerde ve romatizma tedavisinde kortizol iğnesi yapılır; kortizol kiloyu artırır.
Katekolaminler: Epinefrin (adrenalin) ve norepinefrin. Sempatik aktiviteyi ("savaş ya da kaç") artırırlar: sindirime giden kan azalır, kaslara giden kan artar, kan basıncı ve kalp atım hızı artar. Adrenalin, kasın karbonhidrat ve yağ kullanımını — hangi enerji kaynağı kullanılıyorsa onun yakımını — artırır.
Böbrek: eritropoetin (EPO)
Böbrekten eritropoetin (EPO) salgılanır; kemik iliğinden kan hücresi yapımını artırır. Yüksek irtifaya çıkıldıkça EPO salgısı ilk birkaç günde artar; ancak kandaki kırmızı hücrelerin artması için yüksek irtifada 2-3 hafta geçirmek gerekir. Deniz seviyesine dönüldüğünde bu kazanım 2-3 hafta daha sürer.
Kan dopingi bu mekanizmaya dayanan ilkel bir dopingdir: yüksek irtifada kan hücre sayısı artırılır, kan alınıp laboratuvar ortamında depolanır ve yarıştan önce sporcuya yeniden enjekte edilir. Dünya doping örgütü WADA aralıklı ölçümlerle sporcuların kırmızı kan hücre sayısını takip eder; uluslararası düzeyde sporcular habersiz ölçüme çağrılır.
EPO, dayanıklılıkla ilişkilendirilecek hormondur.
Pankreas: insülin ve glukagon
Pankreastan insülin ve glukagon salgılanır.
- İnsülin, hiperglisemi (kan şekeri yüksek) durumunda salgılanır. Kandaki fazla şekeri kasa ve karaciğere depolattırır; kan glikoz düzeyi azalır, kas ve karaciğer glikojen depoları büyür. İnsülin bir anahtar gibi düşünülebilir.
- Glukagon, hipoglisemi (kan şekeri düşük) durumunda salgılanır. Karaciğerdeki glikojen depolarını glikoza çevirttirir ve kana verdirir; kan glikoz seviyesi yükselir. Glukagon geçen yıl sınavda sorulmuştur.
Egzersiz sırasında kandaki şekeri kasa taşıyan yapı GLUT-4'tür.
Eşeysel bezler: testis ve overler
Testislerden testosteron; overlerden östrojen ve progesteron salgılanır. Progesteron yumurtalıklarla ilgili işlevlerde görevlidir. Bu bezler karma bezdir; hem iç hem dış salgı yapar.
Cinsiyet hormonları ilk kez anne karnında, 4. ay civarında salgılanır. Cinsiyeti belirleyen şey hormon salgısı değil, anne ve babadan gelen XX veya XY kromozomlarıdır; hormonların 4. ayda salgılanması cinsiyet bezlerinin ve cinsel organların oluşmasıyla ilgilidir. Her iki cinsiyette de her iki hormon bulunur, ancak düzeyleri farklıdır: kadınlarda testosteron, erkeklerde östrojen düşüktür.
Testosteron kaslılığı artırır; metabolik hızı da artırır. Östrojen yağlılığı artırır. Menopoz döneminde bu hormonların düzeyi değişir; kadınlarda testosteron seviyesi artar.
Testosteron dışarıdan alınırsa testisler testosteron üretmeyi bırakabilir. Kadınlarda dışarıdan testosteron alımı kıllanma, çene ve burun yapısının değişmesi, kaslılığın artması ve sesin kalınlaşması gibi durumları tetikleyebilir.
Toplu eşleştirme
- Stres durumunda salgısı artanlar: ACTH, kortizol ve sempatik aktivite için adrenalin.
- Su düzeyi azaldığında: ADH.
- Sodyum düzeyi azaldığında: aldosteron.
- Büyüme hormonu: GH. Büyümeye yardımcı hormonlar: insülin (kas ve karaciğer glikojen depolarını büyütür), testosteron (kaslılığı artırır), östrojen (yağlılığı artırır), tiroksin (metabolik hızı ve protein sentezini artırır).
- Kan kalsiyumu yüksek → kalsitonin; düşük → parathormon.
- Hipofiz kontrolü dışında çalışan bezler: paratiroid, adrenal medulla, pankreas.
- Kan şekerini artıran: glukagon; kandaki şekeri kasa ve karaciğere taşıyan: insülin.
- Serbest yağ asidi mobilizasyonunu artıran: büyüme hormonu.
- Dayanıklılıkla ilişkili hormon: EPO.
- Hipertrofiyle ilişkili iki hormon: büyüme hormonu ve testosteron.
- Egzersizde kandaki glikozu kasa taşıyan: GLUT-4.
Ek not
Merkezi sinir sistemindeki engelleyici (inhibitör) nörotransmitterler GABA ve glisindir: GABA beyinde, glisin omurilikte görev yapar.