Hipotalamus ve hipofiz

Rojda, doğum yapan ablasını ziyarete gittiği hastanede ilginç bir şey duyuyor. Ablası bebeği emzirirken karnının alt kısmında kramp gibi sıkışmalar hissettiğini söylüyor. Servisteki ebe bunun ilk günlerde beklenen bir durum olduğunu, emzirmenin rahmin toparlanmasına yardım ettiğini anlatıyor. Rojda şaşırıyor: «Meme göğüste, rahim karnın altında. Birbirlerinden nasıl haberleri oluyor?» Biyoloji defterinde hipofizin adının yanına «her hormonu kendisi üretir» yazmış, bir de şunu eklemiş: «Her bez kendi işini kendi bilir.» Ebenin kısa yanıtı bu iki notu da sarsıyor: emme uyarısı önce beyne gidiyor, beyin bir hormonu kana bırakıyor, o hormon da hem memeye hem rahme ulaşıyor. Uyarının yolu beyinden geçiyorsa, o hormonu gerçekte hangi hücreler üretiyor ve vücuttaki bezleri kim, nasıl yönetiyor?

• Hipotalamusun sinir sistemi ile endokrin sistem arasındaki çift görevini örnekle açıklarsın.
• Hipofizin ön ve arka lobunu doku kökeni, hormonların üretildiği yer ve salınma yolu bakımından ayırt edersin.
• Ön ve arka hipofiz hormonlarını hedef organları ve ana etkileriyle eşleştirirsin.
• Hipotalamus–hipofiz–hedef bez ekseninde bir halka bozulduğunda öteki halkalardaki hormon düzeylerinin nasıl değişeceğini öngörürsün.

Kafatasının tabanında asılı bir bez

Ara beyni «Merkezi sinir sistemi: beyin» konusunda gezerken talamusun hemen altındaki küçük hipotalamusa uğramış; vücut ısısını, acıkmayı ve susamayı ayarlayan bu merkezi tanımıştık. Hipotalamusun alt yüzünden ince bir sap aşağı iner ve bu sapın ucunda nohut büyüklüğünde bir bez asılı durur: hipofiz. Hipofiz, kafatası tabanındaki küçük bir kemik çukura oturur. Bu yerleşimin bir anlamı var: vücudun en etkili hormon bezi, beynin iç ortamı izleyen bölgesine fiziksel olarak bağlıdır. Hormonların reseptöre bağlanarak hedef hücrede etki ettiğini ve salgının geri bildirimle ayarlandığını «Hormonların genel özellikleri» dersinden biliyoruz; bu derste o kuralların vücudun merkezinde nasıl bir yönetim zinciri kurduğunu izleyeceğiz.

Hipotalamus: impulsu hormona çeviren merkez

Hipotalamustaki nöronlar, öteki nöronlar gibi impuls alır ve iletir. Kan sıcaklığındaki bir yükselişi, kandaki suyun azalmasını, meme ucundan gelen emme uyarısını sinir yolu üzerinden değerlendirir. Ama bu hücrelerin bir kısmı, uç kısımlarından sinapsa nörotransmitter bırakmak yerine kana hormon salgılar. Bu yüzden hipotalamus hem sinir sisteminin bir parçası hem de endokrin bir merkezdir: sinirsel bilgiyi alır ve kimyasal bir mesaja dönüştürür. Rojda'nın ablasındaki olay tam bu dönüşümdür; emme uyarısı sinirle hipotalamusa ulaşır, yanıt ise kanla taşınan bir hormon olarak döner.

İki lob, iki ayrı köken

Hipofiz tek bir bez gibi görünse de birbirinden çok farklı iki bölümden oluşur. Ön lob (adenohipofiz) gerçek bir bez dokusudur; hormonlarını kendi hücrelerinde üretir ve kana verir. Arka lob (nörohipofiz) ise bir bez dokusu sayılmaz; aslında hipotalamustaki bazı nöronların hipofiz sapı boyunca aşağı uzanan aksonlarından ve onları destekleyen hücrelerden kurulur. Bu fark, iki lobun hipotalamusla haberleşme biçimini de belirler. Ön lob hipotalamustan kan damarlarıyla gelen hormonlarla yönetilir. Arka lob ise hipotalamusun kendi uzantısıdır; orada salınan hormonlar hipotalamustaki hücre gövdelerinde yapılmış, aksonların içinde aşağı taşınmış ve akson uçlarında depolanmıştır.

Hipotalamusun ön loba gönderdiği emirler

Hipotalamus, ön lobu iki tür hormonla yönetir. Serbestleştirici (uyarıcı) hormonlar ön lobdaki belirli bir hücre grubuna «salgını artır» der. Örneğin TRH, ön lobdan TSH salgılanmasını; CRH, ACTH salgılanmasını; GnRH ise FSH ile LH salgılanmasını uyarır. Baskılayıcı (inhibe edici) hormonlar ise tersini yapar ve bazı ön lob hormonlarının salgısını frenler; büyüme hormonu ve prolaktin, hem uyarıcı hem baskılayıcı yönden denetlenen ön lob hormonlarına örnektir. Bu hormonlar hipotalamustan kısa bir kan damarı ağıyla doğrudan ön loba ulaşır, böylece genel dolaşımda seyrelmeden etkili olur. Ön hipofize sık sık «ana bez» denir, çünkü birçok bezi o yönetir; ama ana bezin de bir yöneticisi vardır ve o yönetici hipotalamustur.

Ön lobun hormonları ve hedefleri

Ön lobun hormonlarının bir kısmı başka bir endokrin bezi uyarır, bir kısmı ise doğrudan dokulara etki eder.

Tabloda TSH, ACTH, FSH ve LH'nin hedefinin yine bir bez olması dikkat çeker. Bu dört hormon zincirin ortasındaki halkadır; hedef bezin kendi hormonları ise sonraki derslerin konusudur.

Arka lob üretmez, depolar ve bırakır

Arka lobdan kana iki hormon verilir ve ikisinin de üretim yeri hipotalamustur. ADH (antidiüretik hormon), böbreklerde suyun yeniden kana alınmasını artırır. Ter ya da yetersiz su alımı yüzünden kanın su oranı düştüğünde hipotalamus bunu algılar, arka lobdan ADH salınımı artar; böbrekler daha çok suyu geri kazanır, idrar azalır ve koyulaşır. Bol su içildiğinde ADH azalır ve idrar seyrelir. ADH üretimi ya da salınımı yetersiz kalırsa böbrek suyu tutamaz, kişi çok miktarda seyreltik idrar çıkarır ve sık susar; bu duruma şekersiz diyabet denir. Böbrekteki işleyişin ayrıntısı boşaltım sisteminde ele alınır.

Oksitosin ise iki hedefte çalışır. Doğum sırasında rahim kaslarının kasılmasını güçlendirir; emzirmede de memedeki süt bezlerini saran kasları kastırarak sütün dışarı akmasını sağlar. Rojda'nın sorusunun cevabı buradadır: bebek emdikçe hipotalamusa giden sinir uyarısı arka lobdan oksitosin salınımını artırır, kana geçen oksitosin memeye ulaştığı gibi rahme de ulaşır ve onu kastırır. Sütü üreten hormonun prolaktin, sütü dışarı akıtan hormonun oksitosin olduğuna dikkat edin. Doğumda ise bebeğin rahim ağzını germesi oksitosin salınımını artırır, artan kasılma gerilmeyi daha da artırır; etki uyarıyı büyüttüğü için bu, «Hormonların genel özellikleri» dersindeki pozitif geri bildirimin bilinen örneğidir ve bebek doğup gerilme ortadan kalkınca döngü durur.

Üç halkalı zincir ve kendini frenleyen sistem

Hipotalamus, ön hipofiz ve hedef bez arka arkaya bağlanınca bir eksen oluşur. Bu zincirin en iyi bilinen örneği tiroit eksenidir: hipotalamus TRH salgılar, TRH ön lobu uyarır ve TSH salgılanır, TSH tiroiti uyarır ve tiroksin salgılanır. Kandaki tiroksin yükseldiğinde zincirin başına dönüp hem hipotalamusta TRH'yi hem ön lobda TSH'yi azaltır. Uyarı azalınca tiroksin salgısı da düşer; tiroksin düşünce fren gevşer ve TRH ile TSH yeniden artar. Sonuç, tiroksinin belli bir aralıkta tutulmasıdır. Bu negatif geri bildirimdir: zincirin son ürünü, kendi üretimini başlatan halkaları baskılar.

Bu zinciri okumanın kuralı basittir: bir halka bozulursa o halkanın sonrasındaki hormonlar düşer, öncesindeki hormonlar ise fren kalktığı için yükselir. Varsayımsal bir örnek: tiroit bezi çalışmazsa tiroksin düşer, onu frenleyen bir şey kalmadığı için TRH ve TSH yükselir. Ön lobdaki TSH hücreleri çalışmazsa TSH düşer, tiroksin de onunla düşer; zincirin başındaki TRH ise yükselir. Aynı mantık ACTH ile böbrek üstü kabuğu, FSH-LH ile eşeysel bezler arasında da geçerlidir.

Büyüme hormonu dengesini yitirince

Büyüme hormonunun hedefi bir bez değil, doğrudan dokular olduğu için dengesizliği gözle görülür sonuçlar doğurur. Çocukluk ve ergenlik döneminde fazla salgılanırsa uzun kemikler aşırı uzar ve devlik görülür. Aynı dönemde yetersiz kalırsa boy yaşıtlarından belirgin biçimde kısa kalır ve vücut oranları korunmuş bir cücelik ortaya çıkar. Ergenlik bittikten sonra uzun kemiklerin boyca büyüdüğü bölgeler kemikleşmiştir; bu yüzden yetişkinlikteki fazla salgı boyu uzatmaz, el, ayak, çene ve yüz kemiklerinde kalınlaşma ve büyümeye yol açar. Bu duruma akromegali denir. Aynı hormonun fazlasının çocukta ve yetişkinde farklı tablo vermesi, belirtiyi yorumlarken yaşa bakmak gerektiğini gösterir.

Zincirin ucundaki bez

Tiroit ekseninde TSH'nin uyardığı bezi bu derste yalnız bir halka olarak bıraktık. Tiroksinin hücrelerde neyi hızlandırdığı ve aynı bezin ayrı hücrelerinden salınan kalsitoninin, boyundaki küçük paratiroit bezlerinin parathormonuyla birlikte kandaki kalsiyumu iki zıt yönden nasıl dengede tuttuğu «Tiroit ve paratiroit» dersinin sorusu.

Örnek 1 — ADH nerede yapılır?

Soru: ADH ile ilgili ifadelerden hangisi doğrudur?

• A) Arka hipofizin bez hücrelerinde üretilir.
• B) Ön hipofizden kana verilir.
• C) Hipotalamusta üretilir, aksonlar boyunca arka hipofize taşınır ve oradan kana bırakılır.
• D) Böbrekte üretilir ve hipofize etki eder.
• E) Kanın su oranı arttığında salınımı artar.

Çözüm: Arka lob bez dokusu değildir, hipotalamus nöronlarının akson uçlarını taşır; ADH bu nöronların gövdesinde yapılır. B lobları karıştırır, D hedefi ve kaynağı ters çevirir. E yönü ters kurar: su fazlayken ADH azalır ki fazla su idrarla atılsın. Cevap: C.

Örnek 2 — Zincirin ortası fazla çalışırsa

Soru: Hipotalamusu ve tiroidi sağlam olan bir kişide ön lob, varsayımsal olarak gereğinden fazla TSH salgılıyor. Tiroksin ve TRH düzeyi nasıl değişir?

• A) Tiroksin düşer, TRH düşer.
• B) Tiroksin yükselir, TRH yükselir.
• C) İkisi de değişmez.
• D) Tiroksin yükselir, TRH düşer.
• E) Tiroksin düşer, TRH yükselir.

Çözüm: Fazla TSH tiroidi fazla uyarır, tiroksin yükselir. Yükselen tiroksin zincirin başını frenler ve hipotalamustan TRH salgısı azalır. B, frenin varlığını unutup her halkayı birlikte yükseltir. Cevap: D.

Örnek 3 — Hedef eşleştirme

Soru: Erkekte testislerden testosteron salınmasını doğrudan uyaran ön hipofiz hormonu hangisidir?

• A) LH
• B) FSH
• C) TSH
• D) Prolaktin
• E) ACTH

Çözüm: Erkekte FSH sperm üretimini, LH ise testosteron salgısını uyarır. İki hormonun da hedefi testis olduğu için en sık karışan çift budur. TSH tiroide, ACTH böbrek üstü kabuğuna, prolaktin meme bezlerine yöneliktir. Cevap: A.

Örnek 4 — Yaşa göre değişen tablo

Soru: Ergenliği tamamlamış bir yetişkinde büyüme hormonu uzun süre fazla salgılanırsa hangisi beklenir?

• A) Boyun hızla uzaması
• B) Çok miktarda seyreltik idrar
• C) Vücut oranları korunmuş kısa boy
• D) Süt salgısının durması
• E) El, ayak ve çene kemiklerinde kalınlaşma

Çözüm: Yetişkinde uzun kemiklerin boyca büyüme bölgeleri kemikleşmiştir; fazla hormon boyu uzatamaz, akromegali tablosu doğar. A çocuktaki devliği, C çocuktaki eksikliği, B ise ADH yetersizliğini anlatır. Cevap: E.

• Arka hipofizi üretici sanmak. ADH ve oksitosin hipotalamusta yapılır; arka lob yalnız depolar ve kana bırakır. «Arka hipofiz ADH üretir» seçeneği bu yüzden yanlıştır.
• Ön hipofizi en üst yönetici saymak. «Ana bez» denmesine karşın ön lobun salgısı hipotalamusun serbestleştirici ve baskılayıcı hormonlarına bağlıdır.
• Prolaktin ile oksitosini değiştirmek. Süt üretimi prolaktinin, sütün dışarı akması ve doğumda rahim kasılması oksitosinin işidir.
• FSH ile LH'yi erkekte karıştırmak. İkisinin de hedefi testistir; sperm üretimi FSH'ye, testosteron salgısı LH'ye bağlıdır.
• Geri bildirimde bütün halkaları aynı yöne götürmek. Bozulan halkadan sonraki hormonlar düşer, öncesindekiler fren kalktığı için yükselir.
• GH fazlalığında yaşı atlamak. Çocukta devlik, yetişkinde akromegali; yetişkinde boy uzamaz.