તમે પહેલેથી જ શીખી ગયા છો કે ન્યુરલ સિસ્ટમ અંગો વચ્ચે બિંદુ-થી-બિંદુ ઝડપી સંકલન પૂરું પાડે છે. ન્યુરલ સંકલન ઝડપી પરંતુ ટૂંકા ગાળાનું હોય છે. કારણ કે નર્વ ફાઇબર્સ શરીરની બધી કોષિકાઓને સ્નાયુજનન (innervate) કરતી નથી અને કોષીય કાર્યોને સતત નિયંત્રિત કરવાની જરૂર હોય છે; એક વિશિષ્ટ પ્રકારનું સંકલન અને એકીકરણ પૂરું પાડવું પડે છે. આ કાર્ય હોર્મોન્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ન્યુરલ સિસ્ટમ અને એન્ડોક્રાઇન સિસ્ટમ સંયુક્ત રીતે શરીરમાં શારીરિક કાર્યોનું સંકલન અને નિયમન કરે છે.

22.1 એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓ અને હોર્મોન્સ

એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓમાં નલિકાઓનો અભાવ હોય છે અને તેથી, તેમને નલિકાવિહીન ગ્રંથિઓ કહેવામાં આવે છે. તેમના સ્ત્રાવને હોર્મોન્સ કહેવામાં આવે છે. હોર્મોનની શાસ્ત્રીય વ્યાખ્યા એક રાસાયણિક તત્વ તરીકે જે એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને રક્તમાં મુક્ત થાય છે અને દૂર સ્થિત લક્ષ્ય અંગ સુધી પરિવહન થાય છે, તેની વર્તમાન વૈજ્ઞાનિક વ્યાખ્યા નીચે મુજબ છે: હોર્મોન્સ બિન-પોષક રાસાયણિકો છે જે આંતરકોષીય સંદેશવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે અને સૂક્ષ્મ માત્રામાં ઉત્પન્ન થાય છે. નવી વ્યાખ્યા સંગઠિત એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓ દ્વારા સ્ત્રાવિત હોર્મોન્સ ઉપરાંત નવા અણુઓની સંખ્યાને આવરી લે છે. અકશેરુકીઓમાં ખૂબ જ સરળ એન્ડોક્રાઇન સિસ્ટમ હોય છે જેમાં થોડા હોર્મોન્સ હોય છે જ્યારે કશેરુકીઓમાં મોટી સંખ્યામાં રાસાયણિકો હોર્મોન તરીકે કાર્ય કરે છે અને સંકલન પૂરું પાડે છે. માનવ એન્ડોક્રાઇન સિસ્ટમ અહીં વર્ણવેલ છે.

22.2 માનવ એન્ડોક્રાઇન સિસ્ટમ

એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓ અને હોર્મોન ઉત્પાદક વિખરાયેલા પેશીઓ/કોષો જે આપણા શરીરના વિવિધ ભાગોમાં સ્થિત હોય છે તે એન્ડોક્રાઇન સિસ્ટમની રચના કરે છે. પિટ્યુટરી, પિનિયલ, થાઇરોઇડ, એડ્રિનલ, પેન્ક્રિયાસ, પેરાથાઇરોઇડ, થાઇમસ અને ગોનેડ્સ (પુરુષોમાં વૃષણ અને સ્ત્રીઓમાં અંડાશય) આપણા શરીરમાં સંગઠિત એન્ડોક્રાઇન પિંડો છે (આકૃતિ 22.1). આ ઉપરાંત, કેટલાક અન્ય અંગો, ઉદાહરણ તરીકે, ગેસ્ટ્રોઇન્ટેસ્ટાઇનલ ટ્રેક્ટ, યકૃત, કિડની, હૃદય પણ હોર્મોન્સ ઉત્પન્ન કરે છે. માનવ શરીરની તમામ મુખ્ય એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓ અને હાઇપોથેલામસની રચના અને કાર્યોનો સંક્ષિપ્ત વિવરણ નીચેના વિભાગોમાં આપવામાં આવ્યો છે.

આકૃતિ 22.1 એન્ડોક્રાઇન ગ્રંથિઓનું સ્થાન

22.2.1 હાઇપોથેલામસ

તમે જાણો છો, હાઇપોથેલામસ ડાયેન્સેફેલોન, ફોરબ્રેઇનનો આધારભૂત ભાગ છે (આકૃતિ 22.1) અને તે શરીરના કાર્યોની વ્યાપક શ્રેણીનું નિયમન કરે છે. તેમાં ન્યુરોસેક્રેટરી કોષોના કેટલાક સમૂહો હોય છે જેને ન્યુક્લિયાઈ કહેવામાં આવે છે જે હોર્મોન્સ ઉત્પન્ન કરે છે. આ હોર્મોન્સ પિટ્યુટરી હોર્મોન્સના સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવનું નિયમન કરે છે. જો કે, હાઇપોથેલામસ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા હોર્મોન્સ બે પ્રકારના હોય છે, રિલીઝિંગ હોર્મોન્સ (જે પિટ્યુટરી હોર્મોન્સના સ્ત્રાવને ઉત્તેજિત કરે છે) અને ઇનહિબિટિંગ હોર્મોન્સ (જે પિટ્યુટરી હોર્મોન્સના સ્ત્રાવને અવરોધિત કરે છે). ઉદાહરણ તરીકે, ગોનેડોટ્રોફિન રિલીઝિંગ હોર્મોન (GnRH) નામનો હાઇપોથેલામિક હોર્મોન પિટ્યુટરી ગોનેડોટ્રોફિન્સના સંશ્લેષણ અને મુક્તિને ઉત્તેજિત કરે છે. બીજી બાજુ, હાઇપોથેલામસમાંથી સોમાટોસ્ટેટિન પિટ્યુટરીમાંથી વૃદ્ધિ હોર્મોનના સ્ત્રાવને અવરોધિત કરે છે. હાઇપોથેલામિક ન્યુરોનમાં ઉદ્ભવતા આ હોર્મોન્સ, એક્સોન દ્વારા પસાર થાય છે અને તેમના નર્વ અંતથી મુક્ત થાય છે. આ હોર્મોન્સ પોર્ટલ પરિભ્રમણ પ્રણાલી દ્વારા પિટ્યુટરી ગ્રંથિ સુધી પહોંચે છે અને અગ્ર પિટ્યુટરીના કાર્યોનું નિયમન કરે છે. પશ્ચ પિટ્યુટરી હાઇપોથેલામસના સીધા ન્યુરલ નિયમન હેઠળ છે (આકૃતિ 22.2).

આકૃતિ 22.2 પિટ્યુટરી અને તેના હાઇપોથેલામસ સાથેના સંબંધનું રેખાકૃતિ નિરૂપણ

22.2.2 પિટ્યુટરી ગ્રંથિ

પિટ્યુટરી ગ્રંથિ સેલા ટર્સિકા નામની હાડકાની ગુહામાં સ્થિત છે અને તે એક ડાંટ દ્વારા હાઇપોથેલામસ સાથે જોડાયેલી છે (આકૃતિ 22.2). તે શારીરિક રીતે એડિનોહાઇપોફિસિસ અને ન્યુરોહાઇપોફિસિસમાં વિભાજિત થયેલી છે. એડિનોહાઇપોફિસિસમાં બે ભાગો હોય છે, પાર્સ ડિસ્ટાલિસ અને પાર્સ ઇન્ટરમીડિયા. પિટ્યુટરીનો પાર્સ ડિસ્ટાલિસ પ્રદેશ, જેને સામાન્ય રીતે અગ્ર પિટ્યુટરી કહેવામાં આવે છે, વૃદ્ધિ હોર્મોન (GH), પ્રોલેક્ટિન (PRL), થાઇરોઇડ ઉત્તેજક હોર્મોન (TSH), એડ્રિનોકોર્ટિકોટ્રોફિક હોર્મોન (ACTH), લ્યુટિનાઇઝિંગ હોર્મોન (LH) અને ફોલિકલ ઉત્તેજક હોર્મોન (FSH) ઉત્પન્ન કરે છે. પાર્સ ઇન્ટરમીડિયા ફક્ત એક જ હોર્મોન સ્ત્રાવિત કરે છે જેને મેલાનોસાઇટ ઉત્તેજક હોર્મોન (MSH) કહેવામાં આવે છે. જો કે, મનુષ્યમાં, પાર્સ ઇન્ટરમીડિયા લગભગ પાર્સ ડિસ્ટાલિસ સાથે મર્જ થઈ ગયેલું છે. ન્યુરોહાઇપોફિસિસ (પાર્સ નર્વોસા) જેને પશ્ચ પિટ્યુટરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, પિટ્યુટરી અને તેના હાઇપોથેલામસ સાથેના સંબંધને સંગ્રહિત કરે છે અને ઓક્સિટોસિન અને વેસોપ્રેસિન નામના બે હોર્મોન્સને મુક્ત કરે છે, જે ખરેખર હાઇપોથેલામસ દ્વારા સંશ્લેષિત થાય છે અને એક્સોનલી ન્યુરોહાઇપોફિસિસ સુધી પરિવહન થાય છે.

GH નું અતિસ્ત્રાવ શરીરની અસામાન્ય વૃદ્ધિને ઉત્તેજિત કરે છે જે વિશાળકાયતા (gigantism) તરફ દોરી જાય છે અને GH નો ઓછો સ્ત્રાવ અવરૂદ્ધ વૃદ્ધિ પરિણમે છે જે પિટ્યુટરી બામણાપણું (dwarfism) તરફ દોરી જાય છે. પુખ્ત વયના લોકોમાં ખાસ કરીને મધ્યમ વયમાં વૃદ્ધિ હોર્મોનનો અતિસ્ત્રાવ એક્રોમેગલી નામની ગંભીર વિકૃતિ (ખાસ કરીને ચહેરાની) પરિણમી શકે છે, જે ગંભીર જટિલતાઓ તરફ દોરી શકે છે, અને જો અનિયંત્રિત રહે તો અકાળ મૃત્યુ તરફ દોરી શકે છે. આ રોગને પ્રારંભિક તબક્કામાં નિદાન કરવું મુશ્કેલ છે અને ઘણા વર્ષો સુધી ઓળખાયા વગર રહે છે, જ્યાં સુધી બાહ્ય લક્ષણોમાં ફેરફારો ધ્યાનપાત્ર બનતા નથી. પ્રોલેક્ટિન સ્તન ગ્રંથિઓની વૃદ્ધિ અને તેમાં દૂધની રચનાનું નિયમન કરે છે. TSH થાઇરોઇડ ગ્રંથિમાંથી થાઇરોઇડ હોર્મોન્સના સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવને ઉત્તેજિત કરે છે. ACTH એડ્રિનલ કોર્ટેક્સમાંથી ગ્લુકોકોર્ટિકોઇડ્સ નામના સ્ટેરોઇડ હોર્મોન્સના સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવને ઉત્તેજિત કરે છે. LH અને FSH ગોનેડલ પ્રવૃત્તિને ઉત્તેજિત કરે છે અને તેથી તેમને ગોનેડોટ્રોફિન્સ કહેવામાં આવે છે. પુરુષોમાં, LH વૃષણમાંથી એન્ડ્રોજન્સ નામના હોર્મોન્સના સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવને ઉત્તેજિત કરે છે. પુરુષોમાં, FSH અને એન્ડ્રોજન્સ શુક્રાણુજનન (spermatogenesis) નું નિયમન કરે છે. સ્ત્રીઓમાં, LH સંપૂર્ણ પરિપક્વ ફોલિકલ્સ (ગ્રાફિયન ફોલિકલ્સ)ના ઓવ્યુલેશનને ઉત્તેજિત કરે છે અને ઓવ્યુલેશન પછી ગ્રાફિયન ફોલિકલ્સના અવશેષોમાંથી રચાયેલ કોર્પસ લ્યુટિયમને જાળવી રાખે છે. FSH સ્ત્રીઓમાં અંડાશયીય ફોલિકલ્સની વૃદ્ધિ અને વિકાસને ઉત્તેજિત કરે છે. MSH મેલાનોસાઇટ્સ (મેલેનિન ધરાવતા કોષો) પર કાર્ય કરે છે અને ત્વચાના રંગીનપણાનું (pigmentation) નિયમન કરે છે. ઓક્સિટોસિન આપણા શરીરના સરળ સ્નાયુઓ પર કાર્ય કરે છે અને તેમના સંકોચનને ઉત્તેજિત કરે છે. સ્ત્રીઓમાં, તે બાળજન્મના સમયે ગર્ભાશયના જોરદાર સંકોચન અને સ્તન ગ્રંથિમાંથી દૂધની ઉત્સર્જન (ejection) ને ઉત્તેજિત કરે છે. વેસોપ્રેસિન મુખ્યત્વે કિડની પર કાર્ય કરે છે અને દૂરસ્થ નલિકાઓ દ્વારા પાણી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના પુનઃશોષણને ઉત્તેજિત કરે છે અને ત્યારબાદ પેશાબ દ્વારા પાણીની હાનિ (diuresis) ઘટાડે છે. તેથી, તેને એન્ટિ-ડાયયુરેટિક હોર્મોન (ADH) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ADH ના સંશ્લેષણ અથવા મુક્તિને અસર કરતી અક્ષમતા પરિણામે કિડનીની પાણી સાચવવાની ક્ષમતા ઘટે છે જે પાણીની હાનિ અને નિર્જલીકરણ (dehydration) તરફ દોરી જાય છે. આ સ્થિતિને ડાયાબિટીસ ઇન્સિપિડસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

22.2.3 પિનિયલ ગ્રંથિ

પિનિયલ ગ્રંથિ ફોરબ્રેઇનની પૃષ્ઠ બાજુએ સ્થિત છે. પિનિયલ મેલાટોનિન નામનો હોર્મોન સ્ત્રાવિત કરે છે. મેલાટોનિન આપણા શરીરના 24-કલાક (દિનચર્યા) લયના નિયમનમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે ઊંઘ-જાગૃતિ ચક્ર, શરીરનું તાપમાન જેવા સામાન્ય લય જાળવવામાં મદદ કરે છે. આ ઉપરાંત, મેલાટોનિન ચયાપચય (metabolism), રંગીનપણા (pigmentation), માસિક ચક્ર તેમજ આપણી રક્ષણાત્મક ક્ષમતાને પણ પ્રભાવિત કરે છે.

22.2.4 થાઇરોઇડ ગ્રંથિ

થાઇરોઇડ ગ્રંથિ બે ખંડોથી બનેલી છે જે શ્વાસનળીની બંને બાજુએ સ્થિત છે (આકૃતિ 22.3). બંને ખંડો આઇસ્થમસ નામના જોડાણ પેશીના પાતળા ફ્લેપ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. થાઇરોઇડ ગ્રંથિ ફોલિકલ્સ અને સ્ટ્રોમલ પેશીઓથી બનેલી છે. દરેક થાઇરોઇડ ફોલિકલ ફોલિક્યુલર કોષોથી બનેલો છે, જે એક ગુહાને ઘેરી રાખે છે. આ ફોલિક્યુલર કોષો બે હોર્મોન્સનું સંશ્લેષણ કરે છે, ટેટ્રાઆયોડોથાઇરોનીન અથવા થાઇરોક્સિન (T4) અને ટ્રાઇઆયોડોથાઇરોનીન (T3). આયોડિન થાઇરોઇડમાં હોર્મોન સંશ્લેષણની સામાન્ય દર માટે આવશ્યક છે. આકૃતિ 22.3 થાઇરોઇડ અને પેરાથાઇરોઇડની સ્થિતિનું રેખાકૃતિ દૃશ્ય (a) અધર બાજુ (b) પૃષ્ઠ બાજુ આપણા આહારમાં આયોડિનની ઉણપ હાઇપોથાઇરોઇડિઝમ અને થાઇરોઇડ ગ્રંથિના વિસ્તરણ તરફ દોરી જાય છે, જેને સામાન્ય રીતે ગોઇટર કહેવામાં આવે છે. ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન હાઇપોથાઇરોઇડિઝમ વધતા બાળકના ખામીયુક્ત વિકાસ અને પરિપક્વતા તરફ દોરી જાય છે જે અવરૂદ્ધ વૃદ્ધિ (ક્રેટિનિઝમ), માનસિક મંદતા, નીચું બુદ્ધિઆંક, અસામાન્ય ત્વચા, બધિર-મૂકતા, વગેરે તરફ દોરી જાય છે. પુખ્ત સ્ત્રીઓમાં, હાઇપોથાઇરોઇડિઝમ માસિક ચક્રને અનિયમિત બનાવી શકે છે. થાઇરોઇડ ગ્રંથિના કેન્સર અથવા થાઇરોઇડ ગ્રંથિઓના ગાંઠોના વિકાસના કારણે, થાઇરોઇડ હોર્મોન્સના સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવની દર અસામાન્ય રીતે ઊંચા સ્તરે વધી જાય છે જે હાઇપરથાઇરોઇડિઝમ નામની સ્થિતિ તરફ દોરી જાય છે જે શરીરની શારીરિકવિજ્ઞાન પર પ્રતિકૂળ અસર કરે છે. એક્સોફ્થેલ્મિક ગોઇટર હાઇપરથાઇરોઇડિઝમનું એક સ્વરૂપ છે, જે થાઇરોઇડ ગ્રંથિના વિસ્તરણ, આંખના ગોળાના બહાર નીકળવા (protrusion), વધેલા આધાર ચયાપચય દર, અને વજન ઘટવા દ્વારા વર્ગીકૃત થાય છે, જેને ગ્રેવ્સ રોગ પણ કહેવામાં આવે છે.

થાઇરોઇડ હોર્મોન્સ આધાર ચયાપચય દરના નિયમનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. આ હોર્મોન્સ લાલ રક્તકણોની રચનાની પ્રક્રિયાને પણ સમર્થન આપે છે. થાઇરોઇડ હોર્મોન્સ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, પ્રોટીન્સ અને ચરબીના ચયાપચયને નિયંત્રિત કરે છે. પાણી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સંતુલનનું જાળવણી પણ થાઇરોઇડ હોર્મોન્સ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. થાઇરોઇડ ગ્રંથિ થાઇરોકેલ્સિટોનિન (TCT) નામનો પ્રોટીન હોર્મોન પણ સ્ત્રાવિત કરે છે જે રક્ત કેલ્શિયમ સ્તરોનું નિયમન કરે છે.

આકૃતિ 22.3 થાઇરોઇડ અને પેરાથાઇરોઇડની સ્થિતિનું રેખાકૃતિ દૃશ્ય (a) અધર બાજુ (b) પૃષ્ઠ બાજુ

22.2.5 પેરાથાઇરોઇડ ગ્રંથિ

મનુષ્યમાં, ચાર પેરાથાઇરોઇડ ગ્રંથિઓ થાઇરોઇડ ગ્રંથિની પાછળની બાજુએ હાજર હોય છે, થાઇરોઇડ ગ્રંથિના બે ખંડોમાં દરેકમાં એક જોડી (આકૃતિ 22.3b). પેરાથાઇરોઇડ ગ્રંથિઓ પેરાથાઇરોઇડ હોર્મોન (PTH) નામનો પેપ્ટાઇડ હોર્મોન સ્ત્રાવિત કરે છે. PTH નો સ્ત્રાવ કેલ્શિયમ આયનોના પરિભ્રમણ સ્તરો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

પેરાથાઇરોઇડ હોર્મોન (PTH) રક્તમાં Ca2+ સ્તરો વધારે છે. PTH હાડકાં પર કાર્ય કરે છે અને હાડકાં પુનઃશોષણ (dissolution/ demineralisation) ની પ્રક્રિયાને ઉત્તેજિત કરે છે. PTH વૃક્ક નલિકાઓ દ્વારા Ca2+ ના પુનઃશોષણને પણ ઉત્તેજિત કરે છે અને પચાયેલા ખોરાકમાંથી Ca2+ શોષણ વધારે છે. આમ, તે સ્પષ્ટ છે કે PTH એક હાઇપરકેલ્સેમિક હોર્મોન છે, એટલે કે, તે રક્ત Ca2+ સ્તરો વધારે છે. TCT સાથે, તે શરીરમાં કેલ્શિયમ સંતુલનમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે.

22.2.6 થાઇમસ

થાઇમસ ગ્રંથિ એક ખંડિત રચના છે જે ફેફસાં વચ્ચે, સ્ટર્નમની પાછળ, અધર બાજુએ અધર ધમની (aorta) ની અધર બાજુએ સ્થિત છે. થાઇમસ રોગપ્રતિકારક તંત્રના વિકાસમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. આ ગ્રંથિ થાઇમોસિન્સ નામના પેપ્ટાઇડ હોર્મોન્સ સ્ત્રાવિત કરે છે. થાઇમોસિન્સ ટી-લિમ્ફોસાઇટ્સના વિભેદનમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, જે કોષ-મધ્યસ્થ રોગપ્રતિકારકતા પૂરી પાડે છે. આ ઉપરાંત, થાઇમોસિન્સ હ્યુમોરલ રોગપ્રતિકારકતા પૂરી પાડવા માટે એન્ટિબોડીઝના ઉત્પાદનને પણ પ્રોત્સાહન આપે છે