Повечето хормони се секретират в общото кръвообращение, за да окажат своето въздействие върху подходящи отдалечени целеви тъкани. Има обаче важни изключения, като например самостоятелни портални циркулации, в които кръвта е насочена към определена област. Порталната циркулация започва в капилярно легло. Тъй като капилярите се отдалечават от капилярното легло, те се сливат, образувайки набор от вени, които след това се разделят, за да образуват второ капилярно легло. По този начин кръвта, събрана от първото капилярно легло, се насочва единствено в тъканите, подхранвани от второто капилярно легло.

система

Две портални циркулации, в които се транспортират хормони, присъстват в човешкото тяло. Една система, хипоталамо-хипофизарната портална циркулация, събира кръв от капилярите, произхождащи от хипоталамуса, и чрез сплит вени, заобикалящи стъблото на хипофизата, насочва кръвта към предната част на хипофизната жлеза. Това позволява неврохормоните, секретирани от невроендокринните клетки на хипоталамуса, да бъдат транспортирани директно до клетките на предната хипофиза. Тези хормони са до голяма степен, но не изцяло, изключени от общото кръвообращение. Във втората система, чернодробната портална циркулация, капилярите, произхождащи от стомашно-чревния тракт, и далакът се сливат, образувайки порталната вена, която влиза в черния дроб и се разделя, образувайки портални капиляри. Това позволява на хормоните от островчетата на Лангерханс на панкреаса, като инсулин и глюкагон, както и някои хранителни вещества, абсорбирани от червата, да бъдат транспортирани в черния дроб, преди да бъдат разпределени през общото кръвообращение.

В серума много хормони съществуват както като свободен, несвързан хормон, така и като хормон, свързан със серумен носител или транспортен протеин. Тези протеини, които се произвеждат от черния дроб, се свързват със специфични хормони в серума. Транспортните протеини включват глобулин, свързващ половите хормони, който свързва естрогени и андрогени; кортикостероид-свързващ глобулин, който свързва кортизол; и протеин, свързващ растежния хормон, който свързва растежния хормон. Има два специфични протеина, свързващи хормона на щитовидната жлеза, тироксин-свързващ глобулин и транстиретин (тироксин-свързващ преалбумин) и поне шест свързващи протеина за инсулиноподобен растежен фактор-1 (IGF-1).

В серума свързаните с протеини хормони са в равновесие с много по-малка концентрация на свободни, несвързани хормони. Тъй като свободният хормон напуска циркулацията, за да упражни своето действие върху тъкан, свързаният хормон незабавно се освобождава от свързващия си протеин. По този начин транспортните протеини служат като резервоар в кръвообращението, за да поддържат нормална концентрация на биологично важния свободен хормон. В допълнение, транспортните протеини предпазват от внезапни скокове в секрецията на хормони и улесняват равномерното разпределение на хормона във всички клетки на големи органи като черния дроб. Производството на много транспортни протеини зависи от хормоните, като се увеличава от естрогените и намалява от андрогените; обаче биологичното значение на тази чувствителност към половите стероиди не е добре разбрано.

Афинитетът (привличането) на хормоните към свързващите протеини не е постоянен. Тиреоидният хормон тироксин, например, се свързва много по-плътно с тироксин-свързващия глобулин, отколкото трийодтиронинът. Следователно трийодтиронинът се освобождава лесно като свободна молекула и има по-лесен достъп до тъканите, отколкото тироксин. По същия начин, сред половите стероиди, тестостеронът се свързва по-плътно със глобулина, свързващ половите хормони, отколкото другите андрогени или естрогени.

Биоритми

Някои хормони, като инсулин, се секретират с кратки импулси на всеки няколко минути. Предполага се, че времето между импулсите е отражение на времето на изоставане, необходимо на секретиращата инсулин клетка да усети промяна в концентрацията на глюкоза в кръвта. Други хормони, особено тези на хипофизата, се секретират в импулси, които могат да се появят на интервали от един или два часа. Пулсиращата секреция е необходимо изискване за действието на хипофизните гонадотропини. Например, хипофизната секреция на гонадотропин се увеличава значително и се поддържа на повишени нива, когато клетките, произвеждащи гонадотропин (гонадотрофи) се стимулират на интервали от 90 до 120 минути чрез инжектиране на хипоталамусния гонадотропин-освобождаващ хормон. Ако обаче гонадотрофите се подлагат на непрекъснато инжектиране на гонадотропин-освобождаващ хормон, секрецията на гонадотропин се инхибира.

В допълнение към импулсите на секреция, много хормони се секретират с различна скорост в различно време на деня и нощта. Тези по-дълги периодични промени се наричат ​​циркадни ритми. Един пример за циркаден ритъм е този на кортизола, основния стероиден хормон, произведен от надбъбречната кора. Концентрациите на серумен кортизол бързо се увеличават в ранните сутрешни часове, постепенно намаляват през деня, с малки повишения след хранене и остават намалени през по-голямата част от нощта. Този конкретен ритъм зависи от цикъла през нощта и се запазва няколко дни след пътуването на самолета до различни часови зони. Преходният период се отразява в добре познатия феномен джет лаг. Други хормони следват различни циркадни ритми. Например, серумните концентрации на растежен хормон, тиротропин и гонадотропини са най-високи скоро след началото на съня. В случай на гонадотропини, това увеличение, свързано със съня, е първият биохимичен признак за настъпване на пубертета. Освен това жените имат месечни биоритми, които се отразяват в техните менструални цикли.

Ендокринна дисфункция

Ендокринна хипофункция и рецепторни дефекти

В някои случаи е необходимо намаляване на производството на хормони, известно като хипофункция, за да се поддържа хомеостазата. Един пример за хипофункция е намаленото производство на хормони на щитовидната жлеза по време на глад и болести. Тъй като хормоните на щитовидната жлеза контролират енергийните разходи, има значение за оцеляване при забавяне на метаболизма на организма, когато приемът на храна е нисък. По този начин има разлика между компенсаторна ендокринна хипофункция и истинска ендокринна хипофункция.

Придобита и вродена ендокринна хипофункция

Ендокринните жлези могат да бъдат унищожени по различни начини, но пълното унищожаване е необичайно. За повечето жлези с вътрешна секреция най-малко 90 процента от жлезата трябва да бъдат унищожени, преди да станат очевидни основните признаци на хормонален дефицит. Има много придобити причини за ендокринната хипофункция. В случай на сдвоени ендокринни жлези, като надбъбречните жлези и половите жлези, отстраняването на една от двойката е последвано от компенсаторно увеличаване на активността и размера на останалата жлеза, което позволява да се поддържат нормални нива на хормоните. В случай на физическа травма, включително хирургична травма и тежък кръвоизлив в жлезата, може да настъпи разрушаване на жлезата, което води до ендокринна хипофункция. Други придобити причини за ендокринна хипофункция включват инфилтрация от ракови клетки или възпалителни клетки; натрупване на големи количества метал (напр. желязо) или анормален протеин (напр. амилоид); бактериални, гъбични и вирусни инфекции; и щети от рентгенови лъчи или радиоактивни елементи.

Вродените дефекти или недостатъци също могат да причинят хипофункция на ендокринната жлеза. Вродената хипофункция на ендокринната жлеза може да се дължи на непълно формиране на ендокринната жлеза по време на развитието на плода или на наследствена генетична мутация, която причинява дефицит на ензим, необходим за синтеза на хормони, дефицит на вещества, необходими за производството на хормони, или дефицит на рецептори на целевите органи, което води до намаляване хормонално действие. В допълнение, вродената хипофункция на ендокринната жлеза може да бъде причинена от лекарства или други вещества, които се абсорбират през плацентата, като по този начин блокират производството на фетален хормон и сигнализирането на майчиния хормон. Тъй като тези нарушения засягат първичния източник на определени хормони, те водят до набор от състояния, определени като първична хипофункция на ендокринната жлеза.

Автоимунна ендокринна хипофункция

Може би най-честата причина за ендокринната хипофункция е автоимунитетът. При автоимунни нарушения имунните клетки като лимфоцитите функционират неправилно, произвеждайки антитела, които реагират със собствените тъкани на тялото, вместо с чужди вещества (вж. Имунна система; разстройство на имунната система). В ендокринната система автоимунните компоненти действат и обикновено променят функцията на ендокринната жлеза. Например, в случай на щитовидната жлеза, антителата могат да бъдат цитотоксични (унищожаване на клетки), увреждащи и в крайна сметка унищожавайки клетките на щитовидната жлеза; инхибиторен, блокиращ свързването на тиротропин с неговите рецептори върху клетките на щитовидната жлеза и предотвратяващ действието на тиротропин; или стимулиращо, имитиращо действието на тиротропин и причиняващо хиперфункция на щитовидната жлеза. В някои ситуации цитотоксичните лимфоцити сами ще се инфилтрират и атакуват щитовидната жлеза.

Вторична ендокринна хипофункция

Вторичната хипофункция е отделна категория хипофункция на ендокринната жлеза, при която жлезата е основно непокътната, но е в латентно състояние, защото или не се стимулира, или директно се инхибира. Тази форма на хипофункция е обратима, тъй като жлезата отново започва да работи нормално, ако се доставя стимулиращият хормон или ако инхибиращият хормон или агент е отстранен. Пример за вторична ендокринна хипофункция е загубата на стимулиращ (тропичен) хормон, който възниква в резултат на разрушаване на хипофизната жлеза. В тази ситуация хормоните се губят в последователен ред, започвайки с хормон на растежа, последван от гонадотропините и последван от тиротропин и адренокортикотропин. В крайна сметка има нарушение на растежа и хипофункция на половите жлези, щитовидната жлеза и надбъбречните жлези.

Други причини за ендокринната хипофункция

Промените в биохимичната среда могат да доведат до ендокринна хипофункция. Добре характеризиран пример е състоянието на хранителен дефицит, причинено от йоден дефицит. Йодът е неразделна част от молекулата на тиреоидния хормон и той трябва да се набавя от диетата. Хипотиреоидизмът, намаляване на наличния хормон на щитовидната жлеза, е често срещан в райони по света, в които нивата на йод в почвата са ниски и следователно храните, които се произвеждат и консумират като основен елемент на диетата в тези области, съдържат много малки количества йод. Лекарствата също могат да причинят ендокринна хипофункция. Например, пациентите с биполярно разстройство често се лекуват с литий, лекарство, което блокира синтеза на хормони на щитовидната жлеза. Излишъкът от един хормон, който води до дефицит на друг хормон, може да причини ендокринна хипофункция. Например свръхпроизводството на пролактин, хипофизен хормон, води до вторично потискане на функцията на половите жлези, което води до аменорея при жените и импотентност при мъжете. Тези промени се обръщат, когато серумната концентрация на пролактин е намалена до нормална.

Недостигът на хормони може да възникне и в резултат на дефектно хормонално действие върху целевите органи. Тази концепция е предложена за първи път през 1942 г. от американския клиничен ендокринолог Фулър Олбрайт. Олбрайт и неговите колеги са изследвали млада жена, която е имала признаци на недостатъчност на паратормона, но която, за разлика от други пациенти с недостатъчност на паратормона, не се е подобрила след инжектирането на екстракт, приготвен от паращитовидните жлези. Олбрайт нарече това разстройство псевдохипопаратиреоидизъм и предположи, че нарушението не е липса на паратормон, а „неспособност да се отговори на него“. Пряки доказателства в подкрепа на това предположение се появяват десетилетия по-късно и много други примери за неповлияване на целевите тъкани от хормони са документирани оттогава. Например, липсата на андрогенни рецептори кара хората, които са генетично мъже, да изглеждат жени. В друг пример някои пациенти със захарен диабет не реагират на големи количества инсулин, тъй като им липсват ефективни инсулинови рецептори върху целевите клетки в панкреаса. В редки случаи структурно анормален хормон няма да бъде разпознат от неговите рецептори върху целевите клетки, което води до намалена биологична активност на хормона.

Някога се е смятало, че ендокринната хипофункция е причина за стареенето; обаче, единствената добре документирана ендокринна хипофункция, свързана с възрастта, е загубата на яйчникови хормони, водеща до и по време на менопаузата. Дори при жените в постменопауза обаче яйчниците продължават да произвеждат малки количества естрогени. В допълнение, има спад в производството на хипофизен растежен хормон и надбъбречен андроген с възрастта при жените и мъжете и спад в функцията на тестисите с възрастта при мъжете. За повечето други жлези с вътрешна секреция може да няма промяна или само много малко намаляване на функцията. Дали промените имат стойност на оцеляване (или вреда) не е ясно.