Bài giảng: Chức năng tuyến thượng thận

CHỨC NĂNG TUYẾN THƯỢNG THẬN
Có hai tuyến thượng thận nằm đè lên cực trên của hai thận. Mỗi tuyến thượng
thận nặng khoảng 4g, gồm hai phần có nguồn gốc phôi thai, cấu trúc- chức năng
khác nhau, chúng khác nhau cả tính chất hoạt động và bài tiết hormon- đó là vỏ
thượng thận và tuỷ thượng thận.
Vỏ thượng thận bọc phía ngoài của tuyến thượng thận, có nguồn gốc phôi thai từ
lá trung bì và chiếm khoảng 80% khối lượng tuyến. Tuỷ thượng thận có nguồn gốc
với hệ thần kinh giao cảm, chiếm khoảng 20% khối lượng tuyến, nó nằm ở phần
trung tâm.
Tuyến thượng thận được nuôi dưỡng bởi rất nhiều mạch máu xuất phát từ động
mạch chủ bụng. Vỏ thượng thận không có thần kinh chi phối , còn tới tuỷ thượng
thận có các sợi thần kinh giao cảm tiền hạch. Hormon tuỷ thượng thận được giải
phóng khi có xung động theo các sợi thần kinh giao cảm truyền tới tuyến.
Các thí nghiệm trên động vật cho thấy, vỏ thượng thận có nhiều chức năng quan
trọng có tính chất sinh mạng.
Khi phá huỷ cả hai vỏ thượng thận, còn để nguyên hai tuỷ thượng thận sẽ gây
hậu quả như trường hợp cắt bỏ hoàn toàn cả hai tuyến thượng thận. Chỉ vài giờ sau
cắt bỏ tuyến, con vật xuất hiện trạng thái vô lực. Tiếp sau đó là rối loạn tiêu hoá, bỏ
ăn, nôn, đi lỏng, rối loạn chuyển hoá chất nhất là chuyển hoá mối- nước, giảm
glucosse máu, giảm thể trọng nhanh chóng, rối loạn thần kinh như co giật, co cứng.
Cuối giai đoạn có hiện tượng hạ thân nhiệt, tụt huyết áp, giảm sức đề kháng. Sau vài
ngày con vật chết trong tình trạng truỵ tim mạch.
Trái lại, cắt bỏ hai tuỷ thượng thận, còn để lại nguyên vẹn hai vỏ thượng thận
thấy hầu như không gây ra rối loạn gì, ngoài hiện tượng hạ glucose máu thoáng qua.
1.VỎ THƯỢNG THẬN
1.1.Đặc điểm cấu tạo.
Cấu tạo vỏ thượng thận có 3 lớp, tính từ ngoài vào trong, đó là:
- Lớp cầu (zona glomerulosa) chiếm khoảng 15% khối lượng toàn tuyến, gồm
các tế bào nhỏ hình khối hoặc hình trứng, bài tiết các corticoid khoáng.
- Lớp bó (zona fasciculata) chiếm khối lượng lớn nhất, hơn 50%, gồm các tế bào
xếp song song thành từng bó, chúng bài tiết chủ yếu các corticoid đường.

- Lớp lưới (zona reticularis) chỉ chiếm khoảng 7% khối lượng toàn tuyến, gồm
73
các tế bào nối với nhau thành mạng lưới xen giữa các mao mạch xoắn. Các tế bào
của lớp này bài tiết chủ yếu nhóm hormon sinh dục nam.
Các tế bào của tuyến vỏ thượng thận chứa lượng lớn lipid, chủ yếu là
cholesteroleste (tiền chất của hormon) và acid ascorbic ( chất cung cấp H
+
cho quá
trình sinh tổng hợp các corticoids).
1.2- Hormon vỏ thượng thận.
1.2.1. Phân loại hormon vỏ thượng thận.
Hormon vỏ thượng thận gọi là corticosteroid (thường gọi tắt là corticoid), trong cấu
trúc phân tử của chúng đề có nhân steran (hay nhân cyclopentanoperhydrophe
nanthren). Nhân này gồm ba vòng sáu cạnh được gọi tên là A, B, C và một vòng năm
cạnh gọi tên là D. Vị trí các nguyên tử carbon trong nhân được đánh số thứ tự từ
vòng A đến vòng D như ở hình 9.21.
Hình 9.21- Cấu trúc nhân cyclopentanoperhydrophenanthren
và cách đánh số carbon trong nhân.
Nhân steran có gắn thêm một hay nhiều nhóm OH thì được gọi là sterol. Dẫn
xuất của sterol gọi là steroid, nghĩa là ngoài nhóm OH còn có thêm hoặc bớt một số
nguyên tố nào đó. Vì vậy các corticoid vỏ thượng thận cũng gọi là corticosteroid.
Nhân cơ bản của steroid vỏ thượng thận, cũng giống như cholesterol -chất tiền thân
của chúng có hai gốc methyl (-CH
3
): một gốc -CH
3
(C
19
) đính ở góc C
10

và một gốc -
CH
3
(C
18
) đính ở góc C
13
.
Dựa vào cấu tạo và tác dụng chính, người ta chia hormon vỏ thượng thận thành
ba nhóm:
-Nhóm corticoid đường (glucocorticoid) là loại steroid 21 carbon (21C), có một
mạch ngang gồm 2 carbon ở vị trí C
17
và nhóm OH ở vị trí C
11
, nên nhóm này còn
được gọi là 11-hydroxycorticoid. Chất cortisol (hay hydrocortison- hợp chất F) là
loại hormon có tác dụng mạnh nhất của nhóm này, trong cấu trúc còn có thêm nhóm
OH ở vị trí C
17
. Ngoài cortisol, trong nhóm còn có một lượng nhỏ các chất
corticosteron (hay hợp chất B) và cortison (hay hợp chất E).
- Nhóm corticoid khoáng (mineralocorticoid) chất chủ yếu là aldosterol, nó là
một steroid 21C trong phân tử cũng có mạch ngang ở vị trí C
17
và nhóm OH ở vị trí
C
11
, nhưng ở góc C
13

có đính chức aldehyd -CHO (C
18
). Chính gốc này quyết định tác
dụng sinh học của aldosteron. Ngoài ra nhóm này còn có chất deoxycorticosteron.
- Nhóm corticoid sinh dục, chủ yếu là các sinh nam dục tố androgen, là loại
steroid 19C, không có nhóm OH ở vị trí C
11
, ở vị trí C
17
không có mạch ngang mà có
chức ceton -C=O, nên còn được gọi là 17-cetosteroid. Nhóm này có 3 chất
androsteron, androstendion và dehydroepiandrosteron. Androsteron là tiền chất của
testosteron.
Vỏ thượng thận còn bài tiết một lượng nhỏ hormon sinh dục nữ estrogen và
progesteron.
Dưới đây là cấu trúc của cortisol và aldosteron (hình 9.22).
Cortisol aldosteron
Hình 9.22. Cấu trúc của cortisol và aldosteron
1.2.2- Sinh tổng hợp hormon vỏ thượng thận.
Tất cả các corticosteroid đều được tế bào vỏ thượng thận tổng hợp từ tiền chất là
cholesterol, chủ yếu do các lipoprotein có tỷ trọng thấp (LDL: Low Density
Lipoprotein) của tuần hoàn đưa tới. Một phần nhỏ cholesterol được tổng hợp tại tế
bào vỏ thượng thận từ các phân tử acetyl coenzym A.
Các bước tổng hợp corticoid trong các tế bào tuyến vỏ thượng thận được thực
hiện ở hai bào quan: ty lạp thể và lưới nội bào tương có các hệ enzym đặc hiệu xúc
tác.
-Ở tế bào lớp bó, sau khi cholesterol tự do được giải phóng từ cholesteroleste,
chúng được đưa vào ty thể và biến đổi thành dạng trung gian pregnenolon. Sau đó
chất này được chuyển đến lưới nội bào tương để chuyển thành progesteron, rồi được
hydroxyl hoá ở vị trí C

17
và C
21
. Cuối cùng các chất này lại được đưa trở lại ty thể và
tiếp tục hydroxyl hoá ở vị trí C
11
để tạo nên corticosteron và cortisol.
75
-Ở tế bào thuộc lớp cầu dưới sự xúc tác của enzym đặc hiệu corticosteron bị
oxxyhoas nhóm metyl (C
18
) ở góc C
13
thành chức aldehyd (-CHO), tạo nên
aldosteron.
-Ở các tế bào thuộc lớp lưới, sau khi hydroxyl hoá các chất progesteron và
pregnenolon ở vị trí C
17
, dưới tác dụng xúc tác của các enzym cắt nhánh, chúng
chuyển thành dehydro epiandrosteron và androstenedion (là hormon sinh dục nam
của vỏ thượng thận ). Các chất này sau đó có thể được biến đổi thành testosteron.
Quá trình trên có thể được tóm tắt qua sơ đồ dưới đây (hình 9.23)

Acetat (2C)
Cholesterol (27C)
∆
5
-pregnenolon (21C)
Progesteron (21C) 17α-hydroxylase 17-OH pregnenolon (21C)
17,20-lyase

17-OH progesteron (21C)
21β-hydroxylase Androstenedion (19C)
11β-hydroxylase
Corticosteron
Cortisol (21C) Testosteron (19C)
Aldosteron (21C)
Hình 9.23: Sơ đồ quá trình tổng hợp các corticoid ở tế bào
của tuyến vỏ thượng thận.
1.2.3- Sự vận chuyển và thoái hoá các corticoid .
Trong máu các corticoid được vận chuyển dưới dạng liên kết với protein, chủ
yếu với α-globulin và được gọi là transcortin (cũng gọi là corticosteroid Binding
Globulin: CBG).
-Trong nhóm corticoid đường, cortisol là chất có hàm lượng nhiều nhất và có
hoạt tính mạnh nhất, chiếm tới 95% hoạt tính chung của nhóm. Nồng độ bình thường
cortisol trong máu là 12µg/dl và mức bài tiết là 15-20mg/24 giờ. Trong máu 94%
cortisol ở dạng kết hợp, chủ yếu với globulin và một phần với albumin. Còn khoảng
6% cortisol ở dạng tự do.
Corticosteron chỉ chiếm khoảng 4% trong nhóm và hoạt tính yếu hơn nhiều so
với cortisol.
-Với các corticoid khoáng thì aldosteron đảm bảo tới 90% hoạt tính của nhóm.
Nồng độ aldossteron trong máu là 6ng/dl và bài tiết trong ngày là 15-20µg. Trong
máu chỉ khoảng 50% chất này kết hợp lỏng lẻo với protein, còn 50% ở dạng tự do.
Bảng 9.4. Hàm lượng một số chất corticoid trong máu
Hormon Tên gọi khác Nồng độ trung
bình trong
huyết tương
( µ g/dl)
Tổng lượng bài
tiết ( mg/24h)
Cortisol

Corticosteron
Aldosteron
Deoxycorticosteron
Dehydro epiandrosteron
Hydrocortison
Hợp chất F
Hợp chất B
DOC
DEA
13,9
0,4
0,006
0,006
175,0
20 (15-30)
3 (2-5)
0,05-0,2
0,2
20 (15-30)
Ở cả hai dạng kết hợp và tự do, các corticoid được vận chuyển từ trong máu ra
dịch gian bào và cố định ở mô đích trong khoảng 1-2 giờ (với cortisol) và khoảng
30-50 phút (với aldosteron).
Các corticoid bị bất hoạt chủ yếu ở gan, qua phản ứng liên hợp, phần lớn với acid
glucuronic và một phần nhỏ liên hợp dưới dạng sulfat tạo thành 17-cetosteroid.
Khoảng 25% chất 17-cetosteroid bài xuất theo đường mật, 75% bài xuất qua
nước tiểu. Có khỏang 1% cortisol và cortison bài xuất nguyên dạng qua nước tiểu. ở
nam giới, lượng 17-cetosteroid niệu khoảng 15mg/24 giờ, trong đó 2/3 có nguồn gốc
từ corticosteroid và 1/3 nguồn gốc từ tinh hoàn. ở nữ giới lượng chất này trong nước
tiểu khoảng 10mg/24 giờ và 100% có nguồn gốc từ corticosteroid.
1.3- Tác dụng và điều hoà bài tiết mineralocorticoid:aldosteron.

Mất toàn bộ hormon vỏ thượng thận sẽ dẫn tới chết trong vòng 3 ngày đến 2
tuần. Không có hormon chuyển hoá muối nước của vỏ thượng thận, dịch ngoại bào
có nồng độ K
+
tăng, còn nồng độ Na
+
và Cl
-
lại giảm do cơ thể bị mất nhiều NaCl.
Điều đó làm thể tích dịch ngoại bào và thể tích máu giảm mạnh, giảm lưu lượng tim,
dẫn tới tình trạng shock tuần hoàn và chết. Vì vậy aldosteron được coi là hormon có
77
tính "sinh mạng”.
Trong nhóm mineralocorticoid, aldosteron có hoạt tính mạnh nhất, chiếm tới
90% tổng hoạt tính của nhóm hormon vỏ chuyển hoá muối nước. Deoxycorticosteron
được bài tiết với lượng rất ít và tác dụng yếu chỉ bằng 1/40 đến 1/50 tác dụng của
aldosteron. Các hormon vỏ chuyển hoá đường cũng có tác dụng nhẹ lên chuyển hoá
muối nước. Do đó tác dụng của nhóm mineralocorticoid chủ yếu thuộc về aldosteron.
1.3.1- Tác dụng của aldosteron lên tái hấp thu Na
+
và bài tiết K
+
ở ống thận.
Aldosteron có tác dụng làm tái hấp thu Na
+
và bài tiết K
+
ở tế bào ống lượn xa và
phần đầu ống góp. Dưới tác dụng của aldosteron, Na
+

được tái hấp thu tích cực từ
lòng ống thận vào tế bào rồi vào dịch kẽ.
Cơ chế tác dụng của aldosteron lên tế bào ống thận như sau:
- Aldosteron thấm qua màng tế bào ống thận và kết hợp với receptor đặc hiệu
trong bào tương tế bào tạo thành phức hợp "aldosteron-receptor”. Phức hợp này
khuếch tán qua màng nhân vào nhân tế bào.
- Ở trong nhân tế bào phức hợp aldosteron-receptor gắn lên phần tử gen nhậy
cảm với aldosteron, làm mở ra một đoạn AND đặc hiệu, dẫn đến sao chép ARN
thông tin (ARNm).
- ARNm khuếch tán ra bào tương, tới ribosome để tổng hợp các protein: có thể
là các protein enzym, protein receptor hay protein chất tải.
Một trong các enzym được tăng cường tổng hợp dưới tác dụng của aldosteron là
Na
+
- K
+
- ATPase (thành phần chính của bơm Natri-Kali khu trú ở màng bên và màng
đáy của tế bào ống thận).
Một loại protein khác cũng rất quan trọng là các protein xuyên màng từ phía
màng đỉnh của tế bào ống thận, tạo nên các kênh vận chuyển ion Na
+
từ lòng ống
thận vào tế bào. Do đó mà aldosteron làm tăng tái hấp thu Na
+
và bài tiết K
+
.
Như vậy, aldosteron không trực tiếp vận chuyển ion Na
+
, mà tác động lên sự hình

thành các chất nội bào cần thiết cho sự vận chuyển Na
+
. Người ta thấy sau 30 phút
đưa aldosteron vào cơ thể, lượng ARN
m
trong tế bào ống thận mới tăng lên và sau
khoảng 45 phút sự vận chuyển Na
+
mới được tăng cường. Sự vận chuyển này đạt
mức tối đa sau khoảng 1 giờ.
Nồng độ Aldosteron trong máu cao có thể làm giảm đào thải Na
+
qua nước tiểu
tới vài mg/ngày, đồng thời lượng K
+
đào thải tăng.
Khi thiếu aldosteron có thể làm mất khỏang 10g đến 20 g Na
+
qua nước tiểu
trong một ngày (tương đương 1/10 đến 1/15 tổng lượng Na
+
trong cơ thể), trong khi
đó K
+
lại được tích tụ.
1.3.2- Tác dụng của aldosteron lên thể tích dịch ngoại bào và huyết áp động
mạch.
Dưới tác dụng của aldosteron, Na
+
được tái hấp thu từ ống thận làm cho áp lực

thẩm thấu ở dịch kẽ tăng lên, kéo theo hấp thu một lượng nước tương đương đảm
bảo cân bằng áp lực thẩm thấu. Do vậy nồng độ Na
+
ở dịch ngoại bào tăng rất ít, còn
thể tích dịch ngoại bào lại tăng lên.
Khi tăng tiết aldosteron mạnh và kéo dài, thể tích dịch ngoại bào có thể tăng
10-15% so với bình thường và làm cho huyết áp động mạch tăng tới 15-20 mmHg.
Đồng thời sẽ làm mất K
+
theo nước tiểu, dẫn tới giảm mạnh nồng độ K
+
huyết tương,
có thể chỉ còn 1-2mEg/lít (bình thường 4,5 mEg/lít). Tình trạnh này gọi là
hypokalemia. Khi nồng độ K
+
máu giảm còn khoảng một nửa so với mức bình
thường sẽ gây ra tình trạng nhược cơ. Do khi giảm K
+
làm thay đổi đặc tính điện của
màng tế bào thần kinh-cơ, ngăn cản sự truyền điện thế động.
Trong trường hợp ngược lại khi aldosteron giảm bài tiết gần tới mức bằng không,
một lượng lớn Na
+
bị mất qua nước tiểu và kéo theo nước. Kết quả là không chỉ làm
giảm lượng NaCl ở dịch ngoại bào, mà giảm cả thể tích dịch ngoại bào và kéo theo
đó là giảm thể tích máu lưu hành, có thể dẫn tới shock. Đây là nguyên nhân trực tiếp
gây tử vong sau vài ngày bị ngừng đột ngột bài tiết aldosteron từ vỏ thượng thận.
Mặt khác, giảm aldosteron dẫn đến nồng độ K
+
dịch ngoại bào sẽ tăng cao hơn

bình thường, gọi là hyperkalemia. Lúc này nồng độ K
+
máu có thể tăng hơn 60-100%
so với mức bình thường, sẽ dẫn đến nhiễm độc cơ tim nghiêm trọng: giảm sức co
bóp, loạn nhịp, mức độ nặng có thể gây ngừng tim.
1.3.3- Tác dụng của aldosteron lên sự bài tiết ion H
+
ở ống thận.
Aldosteron chủ yếu có tác dụng tăng bài tiết ion K
+
vào ống thận trao đổi với tái
hấp thu ion Na
+
. Song với mức độ yếu hơn, aldosteron cũng gây tăng bài tiết ion H
+
trao đổi với tái hấp thu Na
+
. Giảm bài tiết aldosteron hoặc trong trường hợp suy thận,
giảm đáp ứng với aldosteron có thể dẫn đến sự tích tụ H
+
và nhiễm toan chuyển hoá.
1.3.4- Tác dụng của aldosteron lên tuyến nước bọt, tuyến mồ hôi và sự hấp thu
ở ruột.
Aldosteron có tác dụng làm tăng tái hấp thu NaCl, tăng thải K
+
và bicarbonat ở
các ống tuyến mồ hôi và nước bọt. Tác dụng này lên tuyến mồ hôi là rất quan trọng
để giữ ion Na
+
cho cơ thể, đặc biệt trong điều kiện môi trường nóng.

Aldosteron làm tăng khá mạnh sự hấp thu ion Na
+
ở ruột đặc biệt là ở đại tràng,
ngăn chặn sự mất muối Na
+
theo phân. Khi thiếu aldosteron, ion Na
+
được hấp thu ở
ruột ít kéo theo giảm hấp thu các anion và nước, sẽ gây ra ỉa chảy làm mất muối và
nước của cơ thể.
1.3.5- Điều hoà bài tiết aldosteron.
Sự bài tiết aldosteron phụ thuộc nhiều vào 4 yếu tố chính là nồng độ muối Kali,
nồng độ muối Natri và thể tích dịch ngoại bào, hệ RAA , ACTH.
- Nồng độ ion K
+
dịch ngoại bào: Khi nồng độ ion K
+
dịch ngoại bào tăng sẽ kích
thích trực tiếp các tế bào vỏ thượng thận tăng tiết aldosteron. Chỉ cần tăng một lượng
79
rất nhỏ ion K
+
đã làm tăng bài tiết aldosteron lên vài lần.
- Vai trò hệ RAA: Hệ renin angiotensin có vai trò quan trọng điều hoà bài tiết
aldosteron, qua đó mà tham gia điều hoà huyết áp động mạch. Mỗi khi huyết áp ở
động mạch thận giảm sẽ kích thích tế bào cận tiểu cầu tăng tiết renin, chất này thúc
đẩy quá trình tạo thành chất angiotensinII. Angiotensin II vừa có tác dụng gây co
mạch, vừa kích thích tăng tiết aldosteron và hiệu quả cuối cùng là tăng huyết áp.
- Vai trò của nồng độ ion Na
+

và thể tích dịch ngoại bào.
Khi nồng độ ion Na
+
ngoại bào giảm, sẽ tác động trực tiếp vào tế bào vỏ thượng
thận, gây tăng tiết aldosteron. Khi nồng độ ion Na
+
ở ống lượn xa tăng cũng gây
phản xạ tăng tiết aldosteron. Khi thể tích dịch ngoại bào giảm (có thể do giảm nồng
độ muối natri) sẽ làm tăng tiết aldosteron qua phản xạ từ thụ cảm thể thể tích. Ngược
lại, khi thể tích dịch ngoại bào tăng, sẽ gây phản xạ giảm tiết nhẹ aldosteron .
-ACTH: Bình thường ACTH ít ảnh hưởng lên sự sản xuất aldosteron, nhưng nó
duy trì mức bài tiết cơ sở chất này. Khi tiêm ACTH có thể làm tăng sự giải phóng
nhẹ aldosteron ở động vật lành và ngăn chặn được sự giảm aldosteron ở động vật bị
cắt bỏ tuyến yên.
Trong trường hợp cơ thể bị stress, ACTH được bài tiết nhiều cũng gây tăng tiết
aldosteron mạnh ở giai đoạn muộn của pha thích nghi, có vai trò nâng cao huyết áp
bị tụt và lập lại cân bằng muối nước.
1.4- Tác dụng và điều hoà bài tiết glucocorticoid: cortisol.
Trong nhóm glucocorticoid, cortisol là chất có hàm lượng lớn nhất và tác dụng
mạnh nhất, nó chiếm tới 95% hoạt tính sinh học của nhóm. Corticosteron có hàm
lượng ít hơn (đạt khoảng 4%) và hoạt tính yếu hơn nhiều so với cortisol. Các chất
glucocorticoid khác có hàm lượng không đáng kể. Vì vậy cortisol là chất đại diện
của nhóm glucocorticoid, trong phần này chủ yếu xin trình bày tác dụng của
cortisol.
1.4.1- Tác dụng của cortisol lên chuyển hoá glucid.
Tác dụng rõ rệt và được biết từ lâu của cortisol và các glucocorticoid khác là khả
năng làm tăng chuyển hoá glucid theo hướng tích luỹ. Vì vậy mà chúng được mang
tên là các corticoid chuyển hoá đường.
* Kích thích tân tạo glucid.
Cortisol kích thích tân tạo đường từ protein và một số chất khác, chủ yếu ở gan.

Dưới tác dụng của cortisol mức tăng tân tạo đường có thể đạt 6-10 lần cao hơn mức
bình thường, đặc biệt trong trường hợp stress và vận cơ kéo dài. Kết quả này chủ yếu
do 2 tác dụng của cortisol:
-Thứ nhất, làm tăng hoạt tính và số lượng các enzym chuyển amin và enzym cần
thiết cho sự biến đổi acid amin thành glucose và glycogen trong tế bào gan, như
gluco-6-phosphastase; 1-6-diphosphastase.