II Elimistön rakenne ja toiminta Solun toiminta II Elimistön rakenne ja toiminta

8. Hormonit säätelevät elintoimintoja 1. Avainsanat 2. Umpi- ja sekarauhaset erittävät hormoneja 3. Palautejärjestelmä säätelee hormonitasoja 4. Insuliini ja glukagoni ylläpitävät veren sokeritasapainoa 5. Melatoniini säätelee sisäistä kelloamme 6. Kasvuhormoni pistää soluihin vauhtia 7. Tehtävät 8. Kuvat

Avainsanat: Rasvaliukoiset hormonit Vesiliukoiset hormonit Umpirauhanen Avorauhanen Sekarauhanen Palautejärjestelmä Diabetes Melatoniini Kasvuhormoni Anaboliset steroidit

Umpi- ja sekarauhaset erittävät hormoneja Umpirauhaset erittävät hormonin suoraan vereen, avorauhaset tiehyttä pitkin suoraan kohteeseen Sekarauhasissa on sekä umpi- että avorauhasosa Rasvaliukoiset hormonit: Pääsevät solukalvon läpi Hitaita (esim. sukupuolihormonit) Vesiliukoiset hormonit: Sitoutuvat reseptoriin solukalvolla Melko nopeita (esim. insuliini) Kuva kirjan sivulta 72

Umpi- ja sekarauhaset erittävä hormoneja Aivolisäke: ohjaa muiden umpirauhasten toimintaa Etulohko: tropiinit (esim. kasvuhormoni), prolaktiini Takalohko: oksitosiini, antidiureettinen hormoni

Palautejärjestelmä säätelee hormonitasoja Kuva kirjan sivulta 72

Insuliini ja glukagoni ylläpitävät veren sokeritasapainoa Haiman Langerhansin saarekkeet (alfa- ja beetasolut): Umpirauhasia Veren sokerin kohoaminen → beetasolut erittävät insuliinia → vähentää veren sokerin määrää Beetasolut eivät tuota insuliinia → diabetes I Veren sokerin lasku → alfasolut tuottavat glukagonia → lisää veren sokerin määrää Adrenaliini ja kasvuhormoni lisäävät veren sokeritasoa Kuva kirjan sivulta 72

Melatoniini säätelee sisäistä kelloamme Käpyrauhanen erittää Valo vaikuttaa erittymiseen Pimeässä erittyy enemmän kuin valoisassa Helpottaa nukahtamista Vaikuttaa elimistön puolustusreaktioihin ja mielialaan Säätelee muiden vuorokausirytmin mukaan erittyvien hormonien määriä Ikä vähentää erittymistä Kuva kirjan sivulta 72

Kasvuhormoni pistää soluihin vauhtia Vesiliukoinen proteiini Aktivoi solujen toimintaa → nopeuttaa proteiinisynteesiä ja solujen jakautumista Tehostaa ruston kasvua ja kalsiumin varastoitumista luustoon Erityshuiput muutaman tunnin välein (yöllä suurin) Nostaa veren sokeripitoisuutta Akromegalia = jättikärkisyys Somatostatiini ehkäisee kasvuhormonin eritystä Kuva kirjan sivulta 72

Tehtävät Hormonien eritys Hormoni ja tehtävä Kaavio Anaboliset steroidit Paasto YO K-05 YO S-05 YO S-02 Essee Kudoshormonien toiminta

1. Hormonien eritys Kokoa hormonien erityspaikat ja nimet vihkoon alla olevan mallin kaltaiseen taulukkoon. Etsi tietoa tämän luvun lisäksi luvuista 2 ja 3. Rauhanen Hormoni Hypotalamus Aivolisäke/ etulohko Aivolisäke/ takalohko Käpyrauhanen Kilpirauhanen Lisäkilpirauhaset Kateenkorva Rauhanen Hormoni Haima Munuaiset Lisämunuaiset/ kuori Lisämunuaiset/ ydin Munasarjat Kives Istukka

2. Hormoni ja tehtävä Yhdistä hormoni ja tehtävä. adrenaliini antidiureettinen hormoni erytropoietiini estrogeeni melatoniini oksitosiini parathormoni prolaktiini tyroksiini aiheuttaa kohdun supistukset synnytyksessä edistää punasolujen muodostumista lisää solujen aineenvaihduntaa lisää veden takaisinottoa munuaisessa nostaa veren kalsiumin määrää parantaa suorituskykyä stressitilanteissa säätelee vuorokausirytmiä vaikuttavat naistenlisääntymisrytmiin ylläpitää maidoneritystä

3. Kaavio Täydennä kaavio, joka kuvaa insuliinin ja glukagonin roolia sokeritasapainon ylläpitäjinä. Sijoita hormonit oikeille paikoilleen.

4. Anaboliset steroidit Selitä lisätietolaatikon s. 70–71 avulla miksi anabolisia steroideja käyttävän miehen oma testosteronituotanto vähenee tai loppuu kokonaan.

5. Paasto Koehenkilö paastosi yön yli ja nautti sitten 75 grammaa glukoosia veteen liuotettuna. Käyrä kuvaa glukoosin ja insuliinin määriä hänen veressään kolmen tunnin aikana. Miten insuliini ja veren glukoosi liittyvät toisiinsa? Selitä insuliinin ja glukoosin määrän välistä suhdetta ensimmäisen 30 minuutin aikana aikavälillä 45–90 minuuttia aikavälillä 90–150 minuuttia. Miten glukoosille ja insuliinille olisi todennäköisesti käynyt, jos koetta olisi jatkettu vielä 30 minuuttia?

6. YO K-05 Miten elimistömme pitää veren sokeritason (glukoositason) vakaana? Mitä seurauksia on liian korkeasta tai liian alhaisesta veren sokeritasosta?

7. YO S-05 Aivolisäkkeen etulohkon toiminta ja tehtävät.

8. YO S-02 Millaisissa tilanteissa tai elämänvaiheessa ihmisessä muodostuu seuraavia hormoneja, mistä ne erittyvät ja miten ne vaikuttavat? somatotropiini tyroksiini adrenaliini

9. Essee Kirjoita essee hormonierityksen säätelystä.

10. Kudoshormonien toiminta Selvitä ja kuvaa tarkemmin kudoshormonien toimintaa. Etsi tietoa muun muassa histamiineista, prostaglandiineista ja tromboksaaneista.

Kuvat Napsauta kuva suuremmaksi!

VASTAUS 1: Hormonien eritys Rauhanen Hormoni Hypotalamus vapauttaja- ja estäjähormonit Aivolisäke/ etulohko kasvuhormoni, FSH, LH, prolaktiini Aivolisäke/ takalohko oksitosiini, ADH Käpyrauhanen melatoniini Kilpirauhanen tyroksiini, kalsitoniini Lisäkilpirauhaset parathormoni Kateenkorva tymosiini Rauhanen Hormoni Haima insuliini, glukagoni Munuaiset EPO, reniini Lisämunuaiset/ kuori steroidit, gluko- ja mineralokortikoidit, sukupuolihormonit Lisämunuaiset/ ydin adrenaliini, noradrenaliini Munasarjat estrogeeni, progesteroni Kives testosteroni Istukka progesteroni 31

VASTAUS 2: Hormoni ja tehtävä 1. adrenaliini — f) parantaa suorituskykyä stressitilanteissa 2. antidiureettinen hormoni — d) lisää veden takaisinottoa munuaisessa 3. erytropoietiini — b) edistää punasolujen muodostumista 4. estrogeeni — h) vaikuttaa naisten lisääntymisrytmiin 5. melatoniini — g) säätelee vuorokausirytmiä 6. oksitosiini — a) aiheuttaa kohdun supistukset synnytyksessä 7. parathormoni — e) nostaa veren kalsiumin määrää 8. prolaktiini — i) ylläpitää maidoneritystä 9. tyroksiini — c) lisää solujen aineenvaihduntaa 32

VASTAUS 3: Kaavio Glukoosi lisääntyy Insuliinia erittyy vereen Normaali veren sokeritaso Glukoosi vähenee Glukagonia erittyy vereen 33

VASTAUS 4: Anaboliset steroidit Anaboliset steroidit muistuttavat rakenteeltaan testosteronia. Niiden korkea pitoisuus kehossa aistitaan kuten korkea pitoisuus testosteronia. Palautejärjestelmä vähentää tai pysäyttää oman testosteronituotannon, kun hypotalamus alkaa erittää estäjähormonia, joka pysäyttää aivolisäkkeen luteinisoivan hormonin tuotannon, jolloin kiveksessä ei muodostu testosteronia. 34

VASTAUS 5: Paasto a) Insuliini on hormoni, joka vähentää glukoosin määrää veressä. b) Ensimmäisen 30 minuutin aikana (ennen glukoosin nauttimista) veren glukoosimäärä pysyy vakiona. Insuliinin määrä on vähäinen veressä, koska glukoosia on elimistön toiminnan kannalta normaali määrä eikä sitä tarvita.   Välillä 45–90 minuuttia kokeessa nautittu glukoosi alkaa imeytyä vereen, jolloin veren glukoositaso nousee nopeasti. Insuliinia alkaa myös erittyä samaa tahtia mutta pienellä viiveellä. Viive johtuu glukoositason nousun aistimiseen kemoreseptoreissa, viestin välittämiseen ja haiman aktivoitumiseen kuluvasta ajasta.  Välillä 90–150 minuuttia glukoosin määrä alkaa laskea hitaasti insuliinin alkaessa vaikuttaa ja siirtää glukoosia soluihin. Insuliinin määrä alkaa myös laskea pienellä viiveellä. 35

VASTAUS 5: Paasto c) Kummankin määrä olisi aluksi vakiintunut kokeen alussa olleelle tasolle. Jos koetta olisi jatkettu hyvin pitkään, glukoosin määrä olisi alkanut laskea koehenkilön nälkiintyessä. Insuliinin määrä olisi kuitenkin pysynyt samana. 36

VASTAUS 6: YO K-05 Glukoosi on tärkein solujen energianlähde, joten taso pidettävä vakaana. Siihen osallistuvat maksa, haiman Langerhansin saarekkeet (myös lisämunuaisen ydin ja kasvuhormoni). Haiman erittämä insuliinihormoni pienentää veren sokeripitoisuutta edistämällä glukoosin siirtymistä soluihin energianlähteeksi. Jos glukoosia runsaasti, sitä varastoidaan lihassoluihin ja maksaan glykogeeninä. Sitä voidaan varastoida myös rasvana. Haiman erittämä glukagonihormoni taas edistää maksaan varastoituneen glykogeenin hajoamista ja vapautumista vereen, kun sokeritaso alkaa laskea. Maksa pystyy tuottamaan glukoosia myös muista lähtöaineista. Lihassoluissa oleva glykogeeni käytetään solujen sisällä. Diabeteksessä eli sokeritaudissa insuliinia ei erity (nuoruusiän diabetes) tai solut eivät reagoi siihen (aikuisiän diabetes). Veren sokeripitoisuus kasvaa, kun sitä ei siirry verestä soluihin. Sokeri erittyy virtsassa, jolloin virtsaa täytyy muodostua enemmän. Samalla poistuu myös natriumia ja kaliumia. Elimistö hajottaa rasvoja energialähteekseen, jolloin syntyy elimistöä happamoittavia ketoniaineita. Hoitamattomana tila johtaa kuolemaan. Veren sokeritason laskeminen liian alas voi johtaa tajunnan menetykseen ja on hengenvaarallista. 37

VASTAUS 7: YO S-05 Aivolisäke on pieni, väliaivojen pohjassa oleva umpirauhanen. Kaksiosainen rakenne: etu- ja takalohko Erittää verenkiertoon useita hormoneita, joista monet säätelevät muiden umpirauhasten aktiivisuutta (nk. palautejärjestelmä, takaisinkytkentä). Aivolisäkkeen aktiivisuutta säätelee hypotalamus. 38

VASTAUS 7: YO S-05 Etulohkosta erittyviä hormoneita mm. -kasvuhormoni (somatotropiini, GH) vaikuttaa koko elimistössä, aiheuttaa kasvua -tyrotropiini (tyreotrooppinen hormoni, TSH) säätelee kilpirauhasen toimintaa, lisää kasvua ja aineenvaihduntaa kiihdyttävän tyroksiinin tuotantoa -gonadotropiini FSH naisilla kypsyttää munarakkulan, miehellä vaikuttaa siittiötuotantoon -gonadotropiini LH (lutropiini, luteinisoiva hormoni) aiheuttaa naisella ovulaation ja keltarauhasen muodostumisen, miehellä testosteronin erityksen Gonadotropiinien erityksen alku käynnistää murrosiän (-kortikotropiini (ACTH) vaikuttaa lisämunuaisen kuoren aineenvaihduntaa kiihdyttävän kortikoidien eritykseen -prolaktiini (PRL) lisää maidon eritystä 39

VASTAUS 8: YO S-02 a) Somatotropiinia (kasvuhormonia) erittyy aivolisäkkeen etulohkosta runsaasti sikiökaudella ja murrosiässä, erityisesti nukkuessa. Eritystä kiihdyttävät myös kylmyys, stressi ja veren sokeritason aleneminen. Kasvuhormoni edistää pituuskasvua ja vaikuttaa mm. luuston kehitykseen. Se kohottaa veren sokeritasoa säätelemällä hiilihydraattien aineenvaihduntaa ja lisäämällä rasvojen käyttöä elimistön energianlähteenä. Liikaeritys aiheuttaa kärkikasvutaudin pituuskasvun päätyttyä (kehon ääriosien kuten sormien ja leuan liikakasvua). 40

VASTAUS 8: YO S-02 b) Kilpirauhasesta erittyvä tyroksiini säätelee aineenvaihduntaa, eritys jatkuu koko elämän. Eritys lisääntyy kylmässä, jotta aineenvaihdunta kiihtyisi. Tyroksiinin muodostuminen vaatii jodia. Tyroksiini vaikuttaa laaja-alaisesti useimpiin soluihin edistäen proteiinisynteesiä ja kasvuhormonin valmistusta. Se vaikuttaa kasvuun, henkiseen kehitykseen ja vilkastuttaa aineenvaihduntaa (tehostaa adrenaliinin vaikutusta). Sen liikaeritys aiheuttaa laihtumista ja hermoston toiminnan kiihtymistä, vajaus taas elintoimintojen hidastumista (lapsella myös kretinismiä). 41

VASTAUS 8: YO S-02 c) Adrenaliinia erittyy lisämunuaisen ytimestä vaara- ja stressitilanteissa sekä jatkuvan stressin aikana. Sympaattinen hermosto lisää adrenaliinin eritystä. Adrenaliini lisää elimistön valmiutta ja suorituskykyä nostamalla sydämen sykettä ja verenpainetta sekä laajentamalla keuhkoputkia ja lihasten verisuonia. (Se nostaa veren sokeripitoisuutta edistämällä maksan glykogeenin muuttamista glukoosiksi ja lisää hapenkulutusta ja lämmöntuotantoa) 42

VASTAUS 9: Essee Rakennemalli: Hormonin määritelmä Säätelyjärjestelmän määritelmä ja lyhyt selitys hypotalamuksen ja aivolisäkkeen toiminnasta Hypotalamuksen vapauttaja- ja estäjähormonien toiminta aivolisäkkeen toiminnan säätelyssä tarkemmin esiteltynä Aivolisäkkeen etulohkon hormonien toiminta muiden umpirauhasten säätelyssä Vähintään yksi esimerkki (etulohkon hormoni, mihin umpirauhaseen vaikuttaa ja miten erittyvät hormoni vaikuttaa kehossa) Negatiivisen palautejärjestelmän esittely Esimerkki negatiivisesta palautteesta hormonierityksen säätelyssä Lisäansiota: Psyykkiset tekijät voivat vaikuttaa hormonineritykseen mm. hermoston välityksellä 43

VASTAUS 10: Kudoshormonien toiminta Kudoshormonit ovat paikallisia hormoneita, jotka vaikuttavat joko erityssolun sisällä tai sen naapurisoluissa. Kudoshormoniryhmissä on erilaisia molekyylejä ja niillä voi olla erilaisia ja jopa vastakkaisia vaikutuksia riippuen siitä, mihin reseptorityyppiin ne kiinnittyvät. Histamiinit vapautuvat allergisissa reaktioissa. Ne aiheuttavat tulehdusreaktiota, pikkuvaltimoiden laajenemista ja keuhkorakkuloiden supistumista. Aiheuttavat myös suolahapon erityksen lisääntymistä mahassa ja toimivat hermovälittäjäaineina. Prostaglandiinit vaikuttavat sileään lihaskudokseen. Ne voivat joko supistaa tai rentouttaa sileää lihasta esimerkiksi verisuonistossa, nostaa ruumiin lämpötilaa aiheuttaen kuumetta, alentaa kipukynnystä ja säädellä solujen kasvua ja hormonieritystä. Niitä voidaan käyttää mm. synnytyksen käynnistämiseen ja erektiohäiriön hoitoon. Tromboksaanit supistavat verisuonten seinämiä ja saavat verihiutaleet takertumaan toisiinsa. 44