Informacja

Czy dwa hormony mają taki sam wpływ na komórkę, jeśli drugi posłaniec jest taki sam?

Czy dwa hormony mają taki sam wpływ na komórkę, jeśli drugi posłaniec jest taki sam?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Jest tak wiele hormonów/cytokin/neuroprzekaźników i receptorów, z których wszystkie działają przez około 4-5 systemów drugiego posłańca. Więc jeśli jedna konkretna komórka ma receptory, na przykład dwa różne hormony, które działają za pośrednictwem tego samego drugiego posłańca, czy jest jakiś sposób, aby komórka mogła odróżnić dwa bodźce? Zgaduję, że musi być jakaś różnica między tymi dwoma, w przeciwnym razie działanie obu hormonów nie byłoby takie samo?

Na przykład w hepatocytach receptory beta-adrenergiczne i receptory glukagonu działają poprzez receptory sprzężone z Gs, za którymi cAMP jest zwiększony. Ponieważ cAMP jest taki sam, zmiany, które wprowadził, są również takie same. Więc czy to do hepatocytów, nie ma znaczenia, czy pierwszym przekaźnikiem była epinefryna czy glukagon?

Zakładam, że receptory miałyby znaczenie, ale czy sprzężone białka G (G) również nie są takie same? Czy istnieje różnica amplitudy?

Uwaga: rozumiem, że nie jest konieczne, aby hormony powodowały wyłącznie inny efekt. Rozumiem również, że efekty ogólnoustrojowe mogą być różne ze względu na zróżnicowaną dystrybucję receptorów. Moje pytanie dotyczy wpływu na pojedynczą komórkę.


Wtórne cząsteczki sygnalizacyjne, takie jak cAMP, wapń i Ras-Raf, są powszechne w wielu szlakach i myślę, że jest to sposób na integrację różnych sygnałów. Nie możemy powiedzieć, że w danej chwili w komórce działa tylko jeden szlak lub wystarczy proces, który ma się wydarzyć. Myślę, że zwykli wtórni posłańcy to metoda oszczędzania zasobów i czasu dostosowana przez nasz system do efektywnego koordynowania różnych reakcji. https://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-signaling-14047077

Jak więc komórka może określić, który szlak i proces powinien zachodzić? Myślę, że za każdym razem ten drugi komunikator dokona małej zmiany w wyborze efektorów downstream. Podobnie jak wapń wiąże się z kalmoduliną, która z kolei wybiera kolejnego partnera wiążącego. wymagane bodźce. Możesz zobaczyć w tym łączu o tym, jak różne wtórne komunikatory dają różne wyniki https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9870/

Jeśli chodzi o GPCR, jest tam ponad 800 GPCR i można je zobaczyć pod tym linkiem http://jcs.biologists.org/content/116/24/4867

Więc, czy dwa hormony mają taki sam wpływ na komórkę, jeśli drugi posłaniec jest taki sam? Myślę, że tak, zobacz tę tabelę (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21705/)

Tutaj, z tabeli, widać, że adrenalina i glukagon mają ten sam efekt w komórce wątroby i oba mają cAMP jako drugi przekaźnik. Ale w mięśniu sercowym i jelicie adrenalina pełni inną funkcję. Myślę więc, że zależy to również od komórki.


37.2: Jak działają hormony

  • Nadesłane przez OpenStax
  • Biologia ogólna w OpenStax CNX

Hormony pośredniczą w zmianach w komórkach docelowych poprzez wiązanie się z określonymi receptorami hormonalnymi. W ten sposób, mimo że hormony krążą po całym ciele i wchodzą w kontakt z wieloma różnymi typami komórek, wpływają one tylko na te komórki, które posiadają niezbędne receptory. Receptory dla określonego hormonu można znaleźć na wielu różnych komórkach lub mogą być ograniczone do niewielkiej liczby wyspecjalizowanych komórek. Na przykład hormony tarczycy działają na wiele różnych typów tkanek, stymulując aktywność metaboliczną w całym ciele. Komórki mogą mieć wiele receptorów dla tego samego hormonu, ale często posiadają również receptory dla różnych typów hormonów. Liczba receptorów, które reagują na hormon, określa wrażliwość komórki na ten hormon i wynikającą z tego odpowiedź komórkową. Ponadto liczba receptorów reagujących na hormon może zmieniać się w czasie, co skutkuje zwiększoną lub zmniejszoną wrażliwością komórek. W regulacji w górę liczba receptorów wzrasta w odpowiedzi na wzrost poziomu hormonów, co sprawia, że ​​komórka jest bardziej wrażliwa na hormon i umożliwia większą aktywność komórkową. Gdy liczba receptorów spada w odpowiedzi na wzrost poziomu hormonów, zwany „regulacją w dół”, aktywność komórkowa jest zmniejszona.

Wiązanie się z receptorem zmienia aktywność komórkową i powoduje wzrost lub spadek normalnych procesów zachodzących w organizmie. W zależności od umiejscowienia receptora białkowego na komórce docelowej i budowy chemicznej hormonu, hormony mogą pośredniczyć w zmianach bezpośrednio, wiążąc się z wewnątrzkomórkowymi receptorami hormonów i modulując transkrypcję genów, lub pośrednio, wiążąc się z receptorami na powierzchni komórki i stymulując szlaki sygnałowe.


Rodzaje hormonów

Hormony ludzkiego ciała można strukturalnie podzielić na trzy główne grupy: pochodne aminokwasów (aminy), peptydy i steroidy (rysunek 17.2.1). Te grupy chemiczne wpływają na dystrybucję hormonu, rodzaj receptorów, z którymi się wiąże, i inne aspekty jego funkcji.

Rysunek 17.2.1: Struktura aminy, peptydu, białka i hormonu steroidowego


Czy dwa hormony mają taki sam wpływ na komórkę, jeśli drugi posłaniec jest taki sam? - Biologia

Komórki w rdzeniu nadnerczy syntetyzują i wydzielają epinefrynę i norepinefrynę. Proporcje tych dwóch katecholamin różnią się znacznie między gatunkami: u ludzi, kotów i kurcząt około 80, 60 i 30% wydzielanych katecholamin stanowi epinefryna. Po uwolnieniu do krwi hormony te wiążą receptory adrenergiczne na komórkach docelowych, gdzie wywołują zasadniczo takie same efekty jak bezpośrednia stymulacja układu współczulnego.

Synteza i wydzielanie katecholamin

Synteza katecholamin rozpoczyna się od aminokwasu tyrozyny, który jest wychwytywany przez komórki chromochłonne w rdzeniu i przekształcany w norepinefrynę i epinefrynę w następujących etapach:

Norepinefina i epinefryna są przechowywane w gęstych elektronowo granulkach, które zawierają również ATP i kilka neuropeptydów. Wydzielanie tych hormonów jest stymulowane przez uwalnianie acetylocholiny z przedzwojowych włókien współczulnych unerwiających rdzeń. Wiele rodzajów „stresów” stymuluje takie wydzielanie, w tym ćwiczenia, hipoglikemię i urazy. Po wydzielaniu do krwi katecholaminy wiążą się luźno z albuminą i być może innymi białkami surowicy i są przenoszone w krążeniu.

Receptory adrenergiczne i mechanizm działania

Fizjologiczne działanie epinefryny i norepinefryny jest inicjowane przez ich wiązanie z receptorami adrenergicznymi na powierzchni komórek docelowych. Receptory te są prototypowymi przykładami siedmioprzejściowych białek transbłonowych, które są sprzężone z białkami G, które stymulują lub hamują wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe.

Złożone reakcje fizjologiczne wynikają ze stymulacji rdzenia nadnerczy, ponieważ istnieje wiele typów receptorów, które ulegają zróżnicowanej ekspresji w różnych tkankach i komórkach. Receptory alfa i beta adrenergiczne i ich podtypy zostały pierwotnie zdefiniowane przez zróżnicowane wiązanie różnych agonistów i antagonistów, a ostatnio przez analizę klonów molekularnych.

Chwytnik Skutecznie wiąże Efekt wiązania liganda
Alfa 1 Epinefryna, Norepinfryna Zwiększony wolny wapń
Alfa 2 Epinefryna, Norepinfryna Zmniejszony cykliczny AMP
Beta 1 Epinefryna, Norepinfryna Zwiększony cykliczny AMP
Beta 2 Epinefryna Zwiększony cykliczny AMP

Fizjologiczne skutki hormonów rdzeniastych

Ogólnie rzecz biorąc, krążąca adrenalina i norepinefryna uwalniane z rdzenia nadnerczy mają taki sam wpływ na narządy docelowe, jak bezpośrednia stymulacja przez nerwy współczulne, chociaż ich działanie trwa dłużej. Dodatkowo, oczywiście, krążące hormony mogą powodować skutki w komórkach i tkankach, które nie są bezpośrednio unerwione. Fizjologiczne konsekwencje uwalniania katecholamin rdzeniowych są uzasadnione jako reakcje, które pomagają radzić sobie ze stresem. Efekty te można do pewnego stopnia przewidzieć, wyobrażając sobie, co byłoby potrzebne, gdybyś na przykład został uwięziony w Parku Jurajskim, gdy wyłączyło się zasilanie. Lista niektórych głównych efektów pośredniczonych przez epinefrynę i norepinefrynę to:

  • Zwiększona szybkość i siła skurczu mięśnia sercowego: jest to głównie efekt działania adrenaliny poprzez receptory beta.
  • Zwężenie naczyń krwionośnych: w szczególności noradrenalina powoduje rozległe zwężenie naczyń krwionośnych, co prowadzi do zwiększonego oporu, a tym samym do ciśnienia tętniczego krwi.
  • Rozszerzenie oskrzelików: wspomaga wentylację płuc.
  • Stymulacja lipolizy w komórkach tłuszczowych: dostarcza kwasów tłuszczowych do produkcji energii w wielu tkankach i pomaga w zachowaniu zmniejszających się rezerw glukozy we krwi.
  • Zwiększone tempo przemiany materii: wzrost zużycia tlenu i produkcji ciepła w całym organizmie w odpowiedzi na epinefrynę. Hormony rdzeniaste sprzyjają również rozkładowi glikogenu w mięśniach szkieletowych w celu dostarczenia glukozy do produkcji energii.
  • Rozszerzenie źrenic: szczególnie ważne w sytuacjach, gdy jesteś otoczony przez velociraptory w warunkach słabego oświetlenia otoczenia.
  • Hamowanie pewnych „nieistotnych” procesów: przykładem jest hamowanie wydzielania żołądkowo-jelitowego i aktywności ruchowej.

Typowe bodźce do wydzielania hormonów nadnerczy to ćwiczenia, hipoglikemia, krwotok i stres emocjonalny.

Anatomia funkcjonalna nadnerczy

Sterydy nadnerczy


Czy dwa hormony mają taki sam wpływ na komórkę, jeśli drugi posłaniec jest taki sam? - Biologia

#1) Hormony: to pewne substancje chemiczne używane jako sygnały, wydzielane przez komórki wewnątrz ciała (do krwi) w celu stymulacji lub hamowania niektórych innych komórek, często w całym ciele.

Zauważ, że adrenalina jest używana zarówno jako neuroprzekaźnik (lokalnie)
I jako hormon (na całym ciele)

Gruczoły wydzielające hormony nazywane są „gruczołami dokrewnymi”. „endokrynologia” to nazwa nauki, która je bada.

#2) Większość hormonów należy do 3 kategorii chemikaliów:

sterydy: wśród których przykłady obejmują męskie i żeńskie hormony płciowe, kortyzon, hormon linienia owadów

białka/peptydy: insulina, sekretyna, wszystkie hormony przysadki

oraz pochodne aminokwasów: adrenalina, tyroksyna

#3) Hormony są wydzielane (najczęściej) przez specyficzne gruczoły, takie jak nadnercza, tarczyca, gonady (u mężczyzn gonady to jądra (liczba pojedyncza to „jądra”))

#4) Hormony wywołują efekty (często duże efekty) w bardzo niskich stężeniach, ponieważ cząsteczki hormonów wiążą się (dokładnie pasują do miejsca wiązania) na białkach receptorowych.

Białka nie mogą dyfundować przez błony plazmatyczne do komórek, więc receptory hormonów białkowych znajdują się zawsze na zewnętrznej powierzchni błony plazmatycznej, a kiedy się wiążą, powoduje to pewne wewnętrzne zmiany.

Ale steroidy mogą dyfundować przez błonę plazmatyczną, więc zwykle receptory steroidowe znajdują się wewnątrz komórek (i wewnątrz jąder), a w wielu przypadkach receptory steroidowe są czynnikami transkrypcyjnymi wiążącymi się z DNA w określonych sekwencjach zasad, kontrolują, czy kopie RNA tych genów są lub nie są transkrybowane.

#5) Wiele hormonów wywołuje efekt przez wtórnych posłańców, których klasycznym przykładem jest cykliczny AMP.

Jest on syntetyzowany z ATP przez enzym cyklazę adenylową.

Efekty tych hormonów można zatem naśladować lub wzmacniać (na przykład) cykliczny AMP dibutyrylowy

Cykliczny GMP jest również używany jako drugi przekaźnik, podobnie jak fosforany inozytolu i diacyloglicerol, ale to wystarczy, abyś nauczył się cyklicznego AMP

#6) Stabilizacja stężeń hormonów i wielu zmiennych przez cykle negatywnego sprzężenia zwrotnego: przykład "Homeostazy"
przykład: FSH i LH stymulują gonady do wydzielania większej ilości steroidowych hormonów płciowych
Ale wydzielanie LH i FSH przez przysadkę zmniejsza się w odpowiedzi na więcej steroidowych hormonów płciowych.
Jest to analogiczne do regulacji temperatury termostatu,
zauważ, że podgrzanie termostatu spowoduje wyłączenie pieca.
W takim cyklu nieparzysta liczba efektów musi być hamująca

#7) Jakimi metodami odkryto hormony i zidentyfikowano ich naturę chemiczną.

a) Chirurgiczne usunięcie gruczołów: jaki efekt daje?
Jakie ekstrakty chemiczne zrekompensują to usunięcie?

Testy biologiczne: porównywanie efektów różnych frakcji ekstraktów. Przykład serotoniny.

b) Choroby, w których występuje za dużo lub za mało danego hormonu.

#8) Natomiast wiedza o receptorach hormonalnych coraz częściej pochodzi z metod genetyki molekularnej (sekwencje DNA, z których można następnie wydedukować sekwencje aminokwasowe)

#9) Feromony: na zewnątrz ciała wpływają na inne osobniki,
prawie zawsze tego samego gatunku i zwykle płci przeciwnej, często dla atrakcyjności do krycia
To właśnie twój pies tak energicznie wącha, kiedy idziesz na spacery.

Czy są ludzkie feromony? czego nie jesteśmy świadomi?

Obserwacje dotyczące synchronizacji cykli menstruacyjnych kobiet w akademikach.
Przeczytaj o tym w podręczniku

Perfumy powstają częściowo z ekstraktów gruczołów z gruczołów kota cywetowego, które wytwarzają feromony.

Pytania, które mogą być na egzaminie:

c) Czy wszystkie sterydy są również hormonami? Czy są jakieś hormony sterydowe? Jakie są dwa konkretne przykłady hormonów, które są sterydami?

d) Jaki jest przykład hormonu, który może dyfundować bezpośrednio przez błony plazmatyczne komórek do ich cytoplazmy?

e) Do jakich ogólnych kategorii cząsteczek należy większość hormonów? (wymień 2 takie kategorie)

f) Do jakiej trzeciej kategorii cząsteczek oprócz sterydów i łańcuchów aminokwasów należą również niektóre hormony?

g) Co wydzielają gruczoły dokrewne?

h) Jakie są 3 lub 4 konkretne przykłady gruczołów dokrewnych?

i) Czy gonady oprócz produkcji plemników i komórek jajowych wydzielają pewne hormony? [wskazówka: tak, ale jakie efekty wywołują te hormony?]

j) Z czym wiążą się hormony w komórkach?

k) Jak to wiązanie ma się do specyfiki hormonów i ich zdolności do wywoływania dużych efektów, często nawet przy bardzo, bardzo niskich stężeniach?

*l) Czas potrzebny do odwrócenia działania hormonu jest zwykle dłuższy w przypadku hormonów, których receptory są albo szczególnie specyficzne (o wiele mniej pod wpływem innych substancji chemicznych o prawie takiej samej strukturze jak hormon), albo które działają w niezwykle niskich stężeniach: rysunek znaleźć logiczne powiązanie między tymi 3 właściwościami: wysoka specyficzność, wysoka czułość i powolna odwracalność. [Wskazówka: ma to związek ze ścisłym wiązaniem między hormonami a ich białkami receptorowymi.]

m) Jakie rodzaje hormonów mogą (w pewnym stopniu) swobodnie dyfundować do komórek, dyfundując bezpośrednio przez błonę plazmatyczną i błonę jądrową?

n) Receptory dla której klasy hormonów są często czynnikami transkrypcyjnymi, które stają się zdolne do specyficznego wiązania się z DNA o określonych sekwencjach zasad, ale tylko wtedy, gdy są również związane z ich hormonami?

o) Receptory dla jakich rodzajów hormonów muszą znajdować się na zewnętrznej powierzchni błony plazmatycznej?

p) Jaki jest przykład „drugiego posłańca” (dla hormonów)?

q) Jaki jest surowiec, z którego komórki syntetyzują cząsteczki tego drugiego posłańca? Jaki bodziec powoduje, że komórki syntetyzują cząsteczki drugiego posłańca?

*r) Jaką prostą sztuczką chemiczną można sztucznie umożliwić cząsteczkom tego drugiego posłańca dyfundowanie przez błony plazmatyczne, tak aby mogły dyfundować do komórek z zewnątrz?

s) "Homeostatyczna" regulacja stężeń hormonów lub innych zmiennych jest wynikiem jakiego rodzaju cykli sprzężenia zwrotnego? Podpowiedź: Jakie są różnice między cyklami ze sprzężeniem ujemnym a cyklami ze sprzężeniem dodatnim? Dalsza wskazówka: propagacja potencjałów czynnościowych nerwów wynika z cyklu pozytywnego sprzężenia zwrotnego, w którym pewna zmiana stymuluje kolejne zmiany w tym samym kierunku?

*t) Przed okresem dojrzewania (początek dojrzałości płciowej u ludzi i innych zwierząt, przysadka jest bardziej wrażliwa na hamowanie przez sterydowe hormony płciowe, niż dojrzewanie wynika pośrednio z tego, że przysadka staje się MNIEJ wrażliwa na to hamowanie. Powoduje to wydzielanie większej ilości dwa rodzaje hormonów. Zastanów się, jaki to ma sens. Jak mniejsza wrażliwość na hormon może powodować zwiększenie efektów hormonalnych?

*u) Aktywnymi składnikami pigułek antykoncepcyjnych są określone hormony steroidowe. W jaki sposób mogą one hamować produkcję komórek jajowych? Czy nie miałoby to większego sensu w przypadku większej ilości hormonu, co spowodowałoby produkcję większej liczby komórek jajowych?

v) Wyjaśnij, w jaki sposób test biologiczny jest używany do identyfikacji chemicznej natury określonego hormonu lub innej ważnej biologicznie cząsteczki.

w) Gdyby cząsteczka była analogiczna do hormonu, ale została wydzielona na zewnątrz danego gatunku zwierzęcia i wywoływała wpływ na inne osobniki tego samego gatunku, to jakie byłoby 10-literowe słowo zaczynające się od P, które jest nazwa każdej takiej cząsteczki?

*x) Załóżmy, że taka substancja chemiczna wywołuje silne, ale nieświadome skutki psychologiczne, to jakie może mieć nikczemne zastosowanie?

*y) wymyślić (w ogólnych terminach) test biologiczny, za pomocą którego można by odkryć lub potwierdzić chemiczną naturę takiej zewnętrznej cząsteczki sygnalizacyjnej?

**z) Czy wrażliwość na taki związek chemiczny liczyłaby się według Ciebie jako „percepcja pozazmysłowa” (ESP)?

**!) Czy potencjały czynnościowe w określonych nerwach jednego zwierzęcia mogą być wyczuwane przez inne zwierzę? Jak? Czy drugie zwierzę mogło wywnioskować znaczenie tych sygnałów? Podpowiedź: jeśli wszystkie rodzaje nerwów wykorzystują ten sam potencjał czynnościowy, to dlaczego to sprawia, że ​​ESP jest mniej prawdopodobne? I odwrotnie, wymyśl, jak układ nerwowy może potrzebować działać, aby ESP było bardziej możliwe. (Aby znaczenie sygnałów nerwowych można było odczytać na odległość? A może nie jest to istotą ESP?)


Układ hormonalny 1: przegląd układu hormonalnego i hormonów

Układ hormonalny składa się z gruczołów i tkanek, które produkują hormony regulujące i koordynujące funkcje życiowe organizmu. Ten artykuł, pierwszy z ośmioczęściowej serii, jest przeglądem systemu

Abstrakcyjny

Układ hormonalny składa się z gruczołów i tkanek, które produkują i wydzielają hormony regulujące i koordynujące funkcje życiowe organizmu. Ten artykuł – pierwszy z ośmioczęściowej serii poświęconej anatomii i fizjologii układu hormonalnego – bada naturę gruczołów i tkanek dokrewnych oraz rolę hormonów jako sygnałów chemicznych przenoszonych przez krew. Podkreśla również odmienną rolę hormonów w regulowaniu i koordynowaniu procesów fizjologicznych oraz utrzymaniu homeostazy w organizmie.

Cytat: Rycerz J (2021) Układ hormonalny I: przegląd układu hormonalnego i hormonów. Czas pielęgniarstwa [online] 117: 5, 38-42.

Autor: John Knight jest profesorem nadzwyczajnym nauk biomedycznych, College of Human and Health Sciences, Swansea University.

  • Ten artykuł został recenzowany metodą podwójnie ślepej próby
  • Przewiń w dół, aby przeczytać artykuł lub pobierz plik PDF do druku tutaj (jeśli plik PDF nie zostanie w pełni pobrany, spróbuj ponownie, używając innej przeglądarki)
  • Oceń swoją wiedzę i uzyskaj dowody ustawicznego doskonalenia zawodowego, wykonując test samooceny Nursing Times

Wstęp

Układ hormonalny to szereg gruczołów i tkanek, które produkują i wydzielają hormony, które są wykorzystywane przez organizm do regulowania i koordynowania funkcji życiowych organizmu, w tym wzrostu i rozwoju, metabolizmu, funkcji seksualnych i rozmnażania, snu i nastroju. Ten artykuł – pierwszy z ośmioczęściowej serii poświęconej anatomii i fizjologii układu hormonalnego – zawiera przegląd układu, skupiając się na gruczołach i tkankach dokrewnych oraz na roli hormonów jako sygnałów chemicznych przenoszonych przez krew. Wyjaśnia również różnorodne role hormonów w regulowaniu i koordynowaniu procesów fizjologicznych oraz utrzymywaniu równowagi homeostatycznej w organizmie.

Układ hormonalny (ryc. 1) jest niezwykle złożony: składa się z dedykowanych, wyspecjalizowanych gruczołów dokrewnych – takich jak tarczyca, przytarczyce i nadnercza – wraz z tkankami, takimi jak tłuszcz (tkanka tłuszczowa) i kości, które pełnią wtórną funkcję dokrewną, a także wydzielają szereg hormonów. Zasugerowano, że biom drobnoustrojów (różnorodny mnogość mikroorganizmów kolonizujących ludzkie ciało) działa również jako „wirtualny narząd dokrewny”, wydzielający koktajl sygnałów chemicznych, które dodatkowo wpływają na fizjologię człowieka (O'Callaghan i in., 2016 ).

Gruczoły dokrewne i zewnątrzwydzielnicze

Z definicji wszystkie tkanki gruczołowe wytwarzają wydzieliny. Większość struktur gruczołowych ma pochodzenie nabłonkowe, a wiele jest złożonych i zorganizowanych w rozpoznawalne gruczoły z centralnym przewodem. Gruczoły posiadające przewód są gruczołami zewnątrzwydzielniczymi (ryc. 2) przewód działa jak przewód, do którego uwalniane są wydzieliny, zanim zostaną odprowadzone do miejsc działania. Gruczoły zewnątrzwydzielnicze obejmują wiele gruczołów trawiennych w jelitach, gruczoły potowe w skórze oraz gruczoły wydzielające śluz w błonie śluzowej jamy ustnej i dróg rozrodczych.

W przeciwieństwie do tego gruczoły dokrewne nie mają kanalików, ale uwalniają swoje wydzieliny, zwane hormonami, bezpośrednio do krwi (ryc. 2). Z tego powodu większość gruczołów dokrewnych jest silnie unaczyniona, a wiele z ich komórek składowych ma bezpośredni kontakt z naczyniami włosowatymi krwi. Ten ścisły związek z naczyniami krwionośnymi ułatwia bezpośrednie uwalnianie hormonów do krwi i umożliwia ciągłe monitorowanie krwi pod kątem zmian fizjologicznych, które mogą zainicjować uwalnianie hormonów. Na przykład komórki trzustki produkujące insulinę uwalniają insulinę, gdy wykryją wzrost stężenia glukozy we krwi po spożyciu pokarmu bogatego w węglowodany.

Silnie unaczyniony charakter gruczołów dokrewnych pozwala również na dostarczanie sygnałów (zwykle innych hormonów) z innych gruczołów w celu regulacji uwalniania własnych hormonów. Na przykład tarczyca uwalnia hormony regulujące metabolizm, takie jak tyroksyna, w odpowiedzi na hormon stymulujący tarczycę, który jest wytwarzany przez przedni płat przysadki mózgowej.

Główne gruczoły dokrewne

Ryc. 1 pokazuje położenie głównych gruczołów dokrewnych w ciele, należy jednak pamiętać, że wiele innych narządów i tkanek ma drugorzędną funkcję endokrynną, w tym serce, nerki, kości i tkankę tłuszczową (Knight i wsp., 2020 Moser i van der Eerden, 2019).

Podwzgórze

Podwzgórze to ważny obszar mózgu, który odgrywa ważną rolę w:

  • Termoregulacja
  • Reakcje behawioralne i emocjonalne
  • Regulacja apetytu
  • Koordynacja autonomicznego układu nerwowego
  • Generowanie szeregu hormonów regulujących pracę gruczołów dokrewnych.

Rzeczywiście, podwzgórze można uważać za kluczowy punkt przecięcia układu nerwowego z układem hormonalnym.

Przysadka mózgowa

Przysadka mózgowa jest strukturą wielkości grochu, zwykle ważącą około 500 mg. Znajduje się u podstawy mózgu, tuż za jamą nosową, gdzie jest chroniona przez kość klinową czaszki (Ganapathy i Tadi, 2020). Ma dwa główne regiony:

  • Tylna (tylna część) – zasadniczo przedłużenie podwzgórza, tylna część przysadki gromadzi i koncentruje dwa hormony neuropeptydowe zwane hormonem antydiuretycznym (ADH) i oksytocyną, które są wytwarzane przez neurony (komórki nerwowe) podwzgórze. ADH pomaga regulować równowagę płynów i ciśnienie krwi, a oksytocyna – między innymi – inicjuje poród (poród).
  • Przednia (część przednia) – rozwija się z tkanek nabłonkowych w podniebieniu embrionalnej jamy ustnej, która wybrzusza się do czaszki, łącząc się z tylną przysadką. Wytwarza kilka kluczowych hormonów, takich jak somatotropina (hormon wzrostu) i hormon stymulujący melanocyty, który pomaga regulować pigmentację skóry. Przednia przysadka produkuje również kilka hormonów stymulujących, które kontrolują uwalnianie hormonów z innych gruczołów dokrewnych. Przykładem może być hormon adrenokortykotropowy, który reguluje uwalnianie z kory nadnerczy hormonu długotrwałego stresu, kortyzolu.

Ponieważ przysadka reguluje uwalnianie hormonów z innych gruczołów dokrewnych, często określa się ją mianem gruczołu „nadrzędnego”. Jest to trochę myląca nazwa, ponieważ uwalnianie hormonów stymulujących z przysadki mózgowej jest samo w sobie pod kontrolą hormonów wytwarzanych przez podwzgórze, co zostanie omówione w części 2.

Tarczyca i związane z nią przytarczyce

Tarczyca jest dwupłatowym (dwupłatowym) narządem, który przypomina kształtem muszkę, zwykle waży 25-30 g i znajduje się tuż poniżej krtani (Dorion, 2017). Sama tarczyca ma dwie główne populacje komórek endokrynnych:

  • Komórki pęcherzykowe – produkują hormony zawierające jod, trijodotyroninę (T3) i tetrajodotyroninę (T4, znaną również jako tyroksyna), które regulują metabolizm organizmu
  • Komórki parafolikularne – produkują hormon kalcytoninę, który pomaga regulować stężenie wapnia we krwi.

Gruczoły przytarczyczne znajdują się w tylnej części tarczycy. Większość ludzi ma cztery gruczoły przytarczyczne (omówione w części 3), które produkują hormon przytarczyc, który działa antagonistycznie w stosunku do kalcytoniny podczas homeostazy wapnia.

Trzustka

Trzustka jest ważnym organem zarówno w układzie pokarmowym, jak i hormonalnym, znajdującym się w pętli dwunastnicy w kształcie litery U, ma zwykle 14-23 cm długości i waży około 100 g (Longnecker, 2021).

Części endokrynologiczne trzustki są znane jako wysepki Langerhansa, które są małymi wyspami tkanki gruczołowej, które znajdują się w strukturze trzustki. Wysepki trzustkowe zawierają kilka rodzajów komórek endokrynnych, w tym:

Te dwa hormony – glukagon i insulina – odgrywają kluczową rolę w regulacji stężenia glukozy we krwi, co zostanie omówione w części dotyczącej homeostazy w dalszej części artykułu.

Nadnercza

Istnieją dwa nadnercza – po jednym nad każdą nerką. Mają mniej więcej trójkątny kształt, około 3 cm szerokości i każdy waży 4-6 g (Lack i Paal, 2020). Nadnercza mają dwa główne regiony:

  • Kora nadnerczy (obszar zewnętrzny) – produkuje hormony steroidowe, w tym długoterminowy hormon stresu kortyzol, aldosteron (który reguluje poziom sodu i potasu we krwi) oraz grupę hormonów podobnych do testosteronu zwanych androgenami
  • Rdzeń nadnerczy (obszar wewnętrzny) – wytwarza adrenalinę (epinefrynę) i noradrenalinę (norepinefrynę). Te hormony typu „walcz lub uciekaj” – które są zwykle wytwarzane, gdy osoba jest zagrożona, przestraszona lub podekscytowana – działają głównie w celu aktywacji współczulnej gałęzi autonomicznego układu nerwowego i przygotowania ciała do natychmiastowego działania.

Jajniki i jądra

Jajniki są głównymi organami rozrodczymi u samic, odpowiedzialnymi za produkcję jajeczek. Dojrzałe jajniki są dość nieregularne, grudkowate i mają kształt migdałów, zazwyczaj mają 3-5 cm długości i ważą 5-8 g, chociaż mają tendencję do zmniejszania się w późniejszym okresie życia (Wallace i Kelsey, 2004). W miarę powiększania się pęcherzyków jaja rozwijają się w wypełnionych płynem pęcherzykach, uwalniając estrogen, żeński hormon płciowy, który sprzyja pogrubieniu wyściółki macicy (endometrium).

Gdy pęcherzyk pęka i uwalnia swoją dojrzałą komórkę jajową do jajowodu podczas owulacji, resztki pęcherzyka zapadają się w strukturę zwaną ciałkiem żółtym (ciało żółte). W ten sposób wytwarza się drugi główny żeński hormon płciowy, progesteron, który przygotowuje endometrium do zagnieżdżenia zapłodnionej komórki jajowej (zygoty), a następnie utrzymuje integralność wyściółki endometrium w przypadku zagnieżdżenia.

Jądra (jądra) są parzystymi pierwotnymi narządami rozrodczymi u samców, odpowiedzialnymi za wytwarzanie plemników. Mają kształt owalny i u dorosłych samców mają zazwyczaj 4,5-5,1 cm długości i ważą 15-19 g (Silber, 2018). Każde jądro zawiera wyspecjalizowaną grupę komórek endokrynnych zwanych komórkami śródmiąższowymi, które wytwarzają męski hormon płciowy testosteron. Jest to steryd anaboliczny produkowany w większych ilościach w okresie dojrzewania, kiedy to wspomaga rozwój mięśni, wzrost owłosienia twarzy i ciała oraz rozszerzenie krtani, prowadząc do pogłębienia głosu.

„Sugerowano, że biom drobnoustrojów (różnorodne mikroorganizmy kolonizujące organizm) działa również jako wirtualny narząd dokrewny”

Hormony jako sygnały chemiczne

Hormony są dziś tradycyjnie definiowane jako sygnały chemiczne, które są transportowane do docelowych tkanek we krwi, jednak definicja ta jest często rozszerzana na wszystkie przekaźniki chemiczne, które wiążą się z komórkami docelowymi z wysokim powinowactwem. Do tej pory w ludzkim ciele zidentyfikowano ponad 100 hormonów, a po uwzględnieniu substancji hormonopodobnych liczba ta wzrasta do ponad 200 (Silver i Kriegsfeld, 2001).

Hormony wywierają swoje fizjologiczne działanie poprzez wiązanie się ze specyficznymi receptorami związanymi z ich komórkami docelowymi (ryc. 3). Wiele leków zostało zaprojektowanych tak, aby celować w te miejsca receptorowe, aby naśladować działanie hormonów (na przykład w przypadku niedoboru hormonów, takiego jak niedoczynność tarczycy, która jest leczona lewotyroksyną) lub działać jako kompetycyjni antagoniści fizycznie blokujący receptor , zapobiegając wiązaniu naturalnego hormonu i wywieraniu jego działania. Hormony można ogólnie podzielić na trzy główne klasy:

Hormony peptydowe

Są to największe hormony o stosunkowo dużej masie cząsteczkowej. Są to białkowe sygnały chemiczne, składające się z łańcuchów aminokwasów o różnej długości. Przykłady obejmują:

Niektóre hormony peptydowe są początkowo produkowane jako nieaktywne formy zwane prohormonami, dobrym przykładem jest insulina, która najpierw jest syntetyzowana jako znacznie większa cząsteczka, zwana proinsuliną, a następnie rozszczepiana do swojej aktywnej, krótszej formy przed uwolnieniem do krwi.

Hormony peptydowe mają tendencję do wywierania swojego działania poprzez wiązanie się z receptorami na powierzchni błon plazmatycznych komórek docelowych, jak pokazano na ryc. 3. To wyzwala różne zdarzenia transbłonowe, prowadząc do produkcji wtórnych przekaźników (takich jak cykliczny monofosforan adenozyny) , które następnie inicjują pożądane działanie hormonu w komórce docelowej (Foster i wsp., 2019).

Hormony steroidowe

Hormony steroidowe to lipidy (tłuszcze), w większości pochodzące bezpośrednio z cholesterolu, który działa jako cząsteczka prekursorowa do biosyntezy steroidów. Przykłady obejmują:

Ponieważ hormony steroidowe są lipidami, szybko dyfundują przez podwójną warstwę fosfolipidową błon komórek docelowych (ryc. 3) i wywierają swoje działanie poprzez wiązanie się z receptorami w cytoplazmie lub jądrze (Ozawa, 2006). Hormony steroidowe mają tendencję do przyspieszania pożądanych efektów poprzez modulowanie aktywności określonych genów w komórkach.

Hormony pochodzące z aminokwasów

Są one syntetyzowane z aminokwasów, podobnie jak małe cząsteczki o niskiej masie cząsteczkowej. Przykłady obejmują:

  • Adrenalina (epinefryna) pochodząca z tyrozyny
  • Hormony tarczycy tyroksyna T4 i T3, pochodzące z tyrozyny
  • Melatonina (która pomaga regulować sen), pochodząca z tryptofanu (Kleine i Rossmanith, 2016).

Podobnie jak hormony peptydowe, niektóre hormony pochodzenia aminokwasowego, takie jak adrenalina, wiążą się z receptorami na powierzchni błon plazmatycznych komórek docelowych. Inne jednak, takie jak T3 z tarczycy, przechodzą przez błony komórkowe komórek docelowych i wiążą się z receptorami wewnątrz komórki w podobny sposób jak hormony steroidowe.

Hormony działające miejscowo: autokrynne i parakrynne

Oprócz hormonów wydzielanych przez główne gruczoły dokrewne, istnieją różne lokalnie działające substancje podobne do hormonów. These are usually released into the interstitial fluid (the thin film of tissue fluid surrounding most cells) and exert their effects in the local vicinity.

Autocoids are chemical signals released by a cell that exert their effects on that same cell paracrine signals act more widely, affecting neighbouring cells in the immediate vicinity (Alberts et al, 2015). These locally acting hormones – both autocrine and paracrine – are usually rapidly broken down before they can enter the wider circulation. Good examples are the eicosanoids, a large family of lipid-derived molecules, which include the prostaglandins, thromboxanes, leukotrienes and lipoxins (O’Donnell et al, 2009).

Prostaglandins and the fever response

Fever (pyrexia) is commonly associated with infection. When phagocytic leukocytes (white blood cells) such as monocytes enter sites of infection and begin to trap and kill pathogens, they release a cytokine (a signalling chemical that is produced by immune cells) called interleukin-1 (IL-1). IL-1 is a small peptide that circulates in the blood before binding to receptors on cells in the hypothalamus – the region of the brain containing the thermoregulatory centre that is responsible for controlling body temperature, which usually has a set point of around 37°C (Knight et al, 2020).

Once IL-1 has binded to its receptor, the enzyme cyclooxygenase (COX) is activated, leading to the production of the eicosanoid, prostaglandin E2 (PGE2) this locally acting signal shifts the set point of the hypothalamus upwards (typically to around 38°C-39°C), leading to fever (Eskilsson et al, 2017).

Fever is a useful response during infection as it can slow the replication of pathogens, while simultaneously speeding up and enhancing pathogen killing by leukocytes. However, fever also takes enzymes in the body cells outside of their normal optimal temperature of 37°C, slowing the biochemical reactions that are necessary for life. This can cause people to experience malaise and feel generally unwell until the infection is dealt with and the temperature can return to normal.

If fever becomes extremely high (≥40°C), there is an increased risk of febrile convulsions. Antipyretic drugs – which include many common non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), such as aspirin – may be given to reduce the fever. NSAIDs work, primarily, by inhibiting the activity of the enzyme COX, thereby preventing the production of PGE2 and shifting upwards the set point of the thermoregulatory centre.

If a patient’s fever needs to be reduced, it is common practice to combine the use of antipyretic drugs and interventions such as reducing bed linen – for example, air-circulating or water-circulating blankets or hydrogel-coated water-circulating pads can also be used. There is no evidence that fans help with temperature regulation and should be avoided as they can increase the risk of shivering (Doyle and Schortgen, 2016).

The endocrine system and homoeostasis

An average adult human with a weight of 70kg is thought to comprise around 30-40 trillion cells (Sender et al, 2016). For each cell to function effectively, it must be maintained at the correct temperature and pH, and provided with a steady stream of nutrients and oxygen. At the same time, the local environment of each cell needs any waste metabolites, such as carbon dioxide and urea, to be efficiently removed.

Homoeostasis can be broadly defined as the ability to maintain a relatively stable internal environment it is essential to good health and survival (Modell et al, 2015). A multitude of variables in the body are susceptible to continual and significant fluctuation, and most of the major organ systems of the body are dedicated to keeping these variables within their normal physiological ranges.

The internal biochemical processes necessary for life are primarily driven by biological catalysts known as enzymes, which generally fall into two categories:

  • Anabolic enzymes – these are responsible for building molecules in the body. For example, DNA polymerase builds new molecules of DNA necessary for cell division and growth, while glycogen synthase takes single molecules of glucose and polymerises them (links them together) to form long, branching chains of glycogen (animal starch), which is stored in large amounts in liver and muscle
  • Catabolic enzymes – these break down molecules and include the enzymes of the digestive tract, which digest the macromolecules (large, complex molecules) of food into simple components that can be absorbed and used by the body. Other key catabolic enzymes are those involved in cellular respiration, in which sugars are metabolised (usually in the presence of oxygen) to release the energy necessary for life.

Anabolic and catabolic enzymes can only function efficiently in narrow ranges of temperature and pH they also require a steady supply of the substrate molecules on which they act (Puri, 2018). As an example, for aerobic cellular metabolism to occur, the respiratory enzymes in cells require a steady stream of glucose and oxygen.

The homoeostatic mechanisms that ensure a stable environment in the body rely on a process called negative feedback, which is discussed below.

Set points, negative feedback and the role of hormones

For each variable in the human body, there is a hypothetical ideal value – the set point. As an example, the set point for glucose is around 5mmol/L (Fig 4) at 5mmol/L, human cells are supplied with a steady supply of glucose, which can be used to release energy during cellular respiration.

The body strives to maintain variables as close to their set points as possible using negative-feedback mechanisms. During negative feedback, any deviations from the set point are resisted and minimised, allowing a variable to be constrained within a narrow, normal physiological range. If blood–glucose concentration is measured throughout the day, it would be expected to fluctuate around its set point. As an example, after exercise, blood–glucose concentration typically falls as glucose is used to provide energy for muscle contraction conversely, after a carbohydrate-rich meal or snack (such as a chocolate bar), the blood–glucose level rises.

Hormones frequently play major roles in negative feedback and often work together in antagonistic pairs. Fig 4 shows that when blood–glucose concentration rises, the hormone insulin is released this promotes glucose uptake by the cells of the body and the blood–glucose level drops. Conversely, if blood–glucose concentration falls, the hormone glucagon is released this stimulates the release of stored glucose from the liver, which causes blood glucose to rise again. The two pancreatic hormones, insulin and glucagon, work antagonistically to each other to effectively constrain the blood–glucose concentration in its normal physiological range of 4-6mmol/L (Knight et al, 2020).

Effects of variables outside of their normal range

One in 14 people in the UK has the chronic metabolic disease, diabetes mellitus, which means they no longer produce insulin (type 1) or become resistant to its effects (type 2). Without an effective insulin response, blood–glucose concentration will rise markedly above its normal physiological range. Some undiagnosed patients with diabetes can have seriously high blood–glucose concentrations of >33mmol/L requiring immediate treatment. Elevated blood glucose is called hyperglycaemia and is the key clinical feature of diabetes.

Many patients with diabetes inject insulin to manage and normalise their blood–glucose levels. On occasion, some may inject too much insulin or eat insufficient carbohydrate so their blood–glucose concentration falls far below its normal physiological range this is called hypoglycaemia and can be extremely dangerous. When pronounced, hypoglycaemia can lead to mental impairment, behavioural changes, unconsciousness, coma and potentially death (Mukherjee et al, 2011).

The example of hyperglycaemia and hypoglycaemia shows how, when a variable is taken outside of its normal range for any protracted length of time, it is detrimental to health and leads to pathology (disease states) both hyperglycaemia and hypoglycaemia are frequently encountered in poorly managed diabetes.

Wniosek

This article has provided a general overview of the nature of hormones, along with the major endocrine glands and their importance in regulating and coordinating vital bodily functions. Each of the major endocrine glands and their hormonal secretions will be be examined in greater detail later in the series part 2 focuses on the hypothalamus and pituitary gland.

Kluczowe punkty

  • The endocrine system comprises glands and tissues that secrete hormones to regulate and coordinate vital functions in the body
  • Endocrine glands differ from exocrine glands by releasing their secretions directly into the bloodstream, rather than a central duct
  • Endocrine glands’ highly vascular nature allows variables in the blood to be monitored continuously and appropriate hormones to be rapidly released into the circulation
  • Hormones exert their physiological effects by binding to specific receptors associated with their target cells
  • Hormones regulate physiological processes and are key to maintaining homoeostatic balance in the body
  • Test your knowledge with Nursing Times Self-assessment after reading this article. If you score 80% or more, you will receive a personalised certificate that you can download and store in your NT Portfolio as CPD or revalidation evidence.

Alberts B et al (2015) The Molecular Biology of the Cell. Garland Science.

Dorion D (2017) Thyroid Anatomy. reference.medscape.com, 30 November.

Doyle JF, Schortgen F (2016) Should we treat pyrexia? And how do we do it? Critical Care 20, 303.

Eskilsson A et al (2017) Immune-induced fever Is dependent on local but not generalized prostaglandin E2 synthesis in the brain. Journal of Neuroscience 37: 19, 5035-5044.

Foster SR et al (2019) Discovery of human signaling systems: pairing peptides to G protein-coupled receptors. Komórka 179: 4, 895-908.

Ganapathy MK, Tadi P (2020) Anatomy, Head and Neck, Pituitary Gland. StatPearls.

Kleine B, Rossmanith WG (2016) Hormones and the Endocrine System. Skoczek.

Knight J et al (2020) The Endocrine System. W: Understanding Anatomy and Physiology in Nursing. Szałwia.

Lack EE, Paal E (2020) Adrenal glands. In: Cheng L et al (eds) Urologic Surgical Pathology. Elsevier.

Longnecker DS (2021) Anatomy and histology of the pancreas. The Pancreapedia: Exocrine Pancreas Knowledge Base. doi: 10.3998/panc.2021.01.

Modell H et al (2015) A physiologist’s view of homoeostasis. Advances in Physiology Education 39: 4, 259-266.

Moser SC, van der Eerden BCJ (2019) Osteocalcin – a versatile bone-derived hormone. Frontiers in Endocrinology 9: 794.

Mukherjee E et al (2011) Endocrine and metabolic emergencies: hypoglycaemia. Therapeutic Advances in Endocrinology and Metabolism 2: 2, 81-93.

O’Callaghan TF et al (2016) The gut microbiome as a virtual endocrine organ with implications for farm and domestic animal endocrinology. Domestic Animal Endocrinology 56: S44-S55.

O’Donnell VB et al (2009) Eicosanoids: generation and detection in mammalian cells. Methods in Molecular Biology 462: 5-23.

Ozawa H (2006) Steroid hormones, their receptors and neuroendocrine system. Journal of Nippon Medical School 72: 6, 316-325.

Puri D (2018) Textbook of Medical Biochemistry. Elsevier.

Sender R et al (2016) Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS Biology 14: 8, e1002533.

Silber S (2018) Fundamentals of Male Infertility. Skoczek.

Silver R, Kriegsfeld LJ (2001) Hormones and Behaviour. Wiley Online Library.

Wallace WH, Kelsey TW (2004) Ovarian reserve and reproductive age may be determined from measurement of ovarian volume by transvaginal sonography. Rozmnażanie człowieka 19: 7, 1612-1617.


Powód blokady: Dostęp z Twojej okolicy został tymczasowo ograniczony ze względów bezpieczeństwa.
Czas: Thu, 24 Jun 2021 18:28:19 GMT

O Wordfence

Wordfence to wtyczka bezpieczeństwa zainstalowana na ponad 3 milionach witryn WordPress. Właściciel tej witryny używa Wordfence do zarządzania dostępem do swojej witryny.

Możesz również przeczytać dokumentację, aby dowiedzieć się o narzędziach do blokowania programu Wordfence, lub odwiedzić witrynę wordfence.com, aby dowiedzieć się więcej o programie Wordfence.

Generated by Wordfence at Thu, 24 Jun 2021 18:28:19 GMT.
Czas Twojego komputera: .


General Features of Plant Hormones, Their Analysis, and Quantitation

8. REGULATION OF HORMONE LEVELS (HORMONAL HOMEOSTASIS)

Hormones are required for specific actions at specific times in growth and development, and it is important for the plant, not only to be able to synthesize the hormone, but also to inactivate it when not needed. Furthermore, hormones are required in small amounts, picomolar to micromolar quantities, and plants often produce far more bioactive hormone than is actually required. Evidence comes from synthesis mutants that are leaky, i.e., the mutated allele is not a null allele, but is still able to produce a partly functional enzyme. Such leaky mutants often produce enough hormone to carry out many responses, although perhaps not all. Thus, the regulation of endogenous levels of bioactive hormones, or hormone homeostasis, is of prime importance to normal growth and development of plants.

Plants use three mechanisms to regulate endogenous levels of hormone: (i) regulation of the rate of hormone synthesis, (ii) inactivation of the hormone by conjugation with carbohydrates, amino acids, or peptides, and (iii) an irreversible breakdown of the hormone. Other means of regulating the levels of free hormone include transport to other parts of the plant and/or inactivation and storage in some compartment ( Fig. 5-7 ).

FIGURE 5-7 . Summary diagram showing regulation of endogenous levels of a hormone.

Inactivation or breakdown of hormones and compartmentation in an inactive form are strategies that are regularly utilized. Similar inactivation or breakdown is also seen if plant tissues are presented with exogenous hormone in unnaturally large quantities or if the plant produces an excessive amount of the hormone as a result of a mutation or genetic transformation.

Before leaving this section, it is important to emphasize that mutants deficient in a particular hormone, or mutants or plants that have been transformed to overproduce a hormone, are invaluable tools in deciphering the physiological and/or biochemical roles of that hormone in plant growth and development. They point out with great specificity the particular roles a hormone plays and far surpass in accuracy the conclusions drawn from supplying the hormone to a whole plant or plant tissues and noting the effect(s).


See where doses have gone, and who is eligible for a shot in each state.

But why do these sex differences happen? Part of the answer could be behavioral. It’s possible that women are more likely than men to report side effects even when their symptoms are the same, said Rosemary Morgan, an international health researcher at the Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. There’s no vaccine-specific research to support this claim, but men are less likely than women to see doctors when they are sick, so they may also be less likely to report side effects, she said.

Still, there’s no question that biology plays an important role. “The female immune response is distinct, in many ways, from the male immune response,” said Eleanor Fish, an immunologist at the University of Toronto.

Research has shown that, compared with their male counterparts, women and girls produce more — sometimes twice as many — infection-fighting antibodies in response to the vaccines for influenza, M.M.R., yellow fever, rabies, and hepatitis A and B. They often mount stronger responses from immune fighters called T cells, too, Ms. Gee noted. These differences are often most robust among younger adults, which “suggests a biological effect, possibly associated with reproductive hormones,” she said.

Sex hormones including estrogen, progesterone and testosterone can bind to the surface of immune cells and influence how they work. Exposure to estrogen causes immune cells to produce more antibodies in response to the flu vaccine, for example.

And testosterone, Dr. Klein said, “is kind of beautifully immunosuppressive.” The flu vaccine tends to be less protective in men with lots of testosterone compared with men with less of the sex hormone. Among other things, testosterone suppresses the body’s production of immune chemicals known as cytokines.

Genetic differences between men and women may also influence immunity. Many immune-related genes are on the X chromosome, of which women have two copies and men have only one. Historically, immunologists believed that only one X chromosome in women was turned on, and that the other was inactivated. But research now shows that 15 percent of genes escape this inactivation and are more highly expressed in women.

These robust immune responses help to explain why 80 percent of autoimmune diseases afflict women. “Women have greater immunity, whether it’s to ourselves, whether it’s to a vaccine antigen, whether it’s to a virus,” Dr. Klein said.

The size of a vaccine dose may also be important. Studies have shown that women absorb and metabolize drugs differently than men do, often needing lower doses for the same effect. But until the 1990s, drug and vaccine clinical trials largely excluded women. “The drug dosages that are recommended are historically based on clinical trials that involve male participants,” Dr. Morgan said.

Clinical trials today do include women. But in the trials for the new Covid vaccines, side effects were not sufficiently separated and analyzed by sex, Dr. Klein said. And they did not test whether lower doses might be just as effective for women but cause fewer side effects.

Until they do, Dr. Klein said, health care providers should talk to women about vaccine side effects so they are not scared by them. “I think that there is value to preparing women that they may experience more adverse reactions,” she said. “That is normal, and likely reflective of their immune system working.”


Soceity’s responsibility

There are those who decry the small differences that have been recorded, or even consider that they do not exist. But why should we want to abolish them? It seems to me that these both reflect identity and contribute to it.

It’s no secret that sex differences have been used as an excuse for gender inequality. But that just means we need to redress that inequality, not deny that gender differences exist. It’s opportunity that is crucial.

A man’s job? Alfred T. Palmer

If this were equal, would we see an even distribution of males and females across all occupations and activities? Not in my opinion. If a job requires physical strength, then it is likely that men will predominate. Also, in the branch of medicine dealing with brain disorders, about 50% of psychiatrists are female, but only about 15-20% are neurologists, and a mere 5% neurosurgeons. Is this gender-related prejudice, or individual preference? Should we insist on an equal gender distribution? Of course not, provided the choice was unfettered. It may be that males are attracted by more technical aspects of medicine, and females by the more person-orientated specialities for reasons that are not just due to upbringing or expectations, but genuine differences in the brain.

But, of course, social norms also contribute to which professions we choose. So we have to make an effort to ensure that women are not hindered from a free choice of profession by social expectations, burdens of child-rearing or selective education. But ultimately, an unequal gender distribution is no longer controversial if opportunities are the same for all. If gender differences then remain, we should accept them.

Thankfully we now see an increasing number of women as distinguished scientists, CEOs of major companies and world leaders. We don’t even bat an eyelid when a woman plays King Lear, that most masculine of roles. Gender identities are changing but let us not muddle the essential distinction between similarity and equality.